Dipartimento di programmazione - unirc.it · Web viewUNI EN 832 “Prestazione termica degli...

Dipartimento di programmazione

Bilancio energetico

Fabbisogno energetico dell’edificio per il riscaldamento

Il bilancio energetico viene definito includendo le seguenti quantità (si è considerato solo il calore sensibile):

- dispersioni termiche per trasmissione e ventilazione dall'ambiente interno verso quello esterno;

- dispersioni termiche per trasmissione e ventilazione o apporti gratuiti di calore con zone adiacenti;

- apporti di calore gratuiti interni, ovvero l’emissione di calore da parte delle sorgenti interne di calore;

- apporti gratuiti legati alla radiazione solare;

- perdite dovute al sistema di riscaldamento per quanto riguarda generazione, distribuzione, emissione e controllo;

- fabbisogno energetico dell’edificio per il riscaldamento.

In questa sede si trascuri il calcolo delle perdite dovute al sistema di riscaldamento per quanto riguarda generazione, distribuzione, emissione e controllo, e il calore richiesto per la produzione di acqua calda.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Il fabbisogno energetico stagionale per il riscaldamento è Eh:

Eh = ET + EV - EG

dove:

· ET è l’energia termica dispersa per trasmissione [J]

· EV è l’energia termica scambiata per ventilazione [J]

· EG è la somma di tutti gli apporti gratuiti interni (EI) ed esterni (ES) [J]

I suddetti termini sono energie, ossia potenze termiche moltiplicate per il numero di secondi nel periodo di tempo considerato.

FABBISOGNO ENERGETICO STAGIONALE DELL’EDIFICIO

INDICE DI PRESTAZIONE ENERGETICA DELL’EDIFICIO

Definizione dell’ “Indice di prestazione energetica”

risc

h

S

E

EP

=

[J/m2]

- Eh è il fabbisogno energetico stagionale per mantenere la temperatura di progetto [J] o multipli [kJ], [MJ], [GJ].

- Srisc è la superficie utile calpestabile degli ambienti riscaldati [m2]

Stima del fabbisogno di energia primaria per il riscaldamento stagionale

Eh deve essere calcolato sommando i fabbisogni energetici mensili per tutti i mesi compresi nel periodo di riscaldamento (da novembre a marzo per le zone climatiche A e B).

Nel calcolo del fabbisogno termico per il riscaldamento degli edifici si devono considerare tutte le dispersioni di calore che si verificano al suo interno dovute a:

· trasmissione attraverso le strutture di involucro verso l’esterno;

· trasmissione attraverso le strutture verso gli ambienti non riscaldati (es. cantine, corpi scala, ecc.), o con temperature differenti da quelle dell’ambiente considerato;

· ponti termici;

· ventilazione dei locali.

e si deve inoltre tener conto degli apporti gratuiti dall’ambiente esterno (radiazione solare) e dall’interno (sorgenti interne: apparecchiature elettriche, occupanti).


Eh = ET + EV - EG

I suddetti termini sono energie, ossia potenze termiche moltiplicate per il numero di secondi nel periodo di tempo considerato. Per esempio le dispersioni termiche mensili per trasmissione attraverso le strutture opache risultano:

ET =

opache

Q

&

x 86400 x N [J]

dove

opache

Q

&

è la potenza termica dispersa [J/s], 86400 è il numero di secondi in un giorno ed N è il numero di giorni in un mese.

Trasmissione del calore attraverso gli elementi di involucro Et

Distinguiamo i seguenti meccanismi di trasmissione:

- verso l’esterno e il terreno

- verso gli ambienti non riscaldati o con temperature differenti da quelle dell’ambiente considerato

attraverso:

· Strutture opache: pareti, pavimenti, solai.

· Superfici trasparenti: serramenti.

In un edificio il flusso di calore verso l'esterno attraverso le strutture opache che costituiscono l'involucro, ossia pareti (superfici verticali), solai (superfici orizzontali), si calcola in regime stazionario con la seguente equazione:

)

(

e

i

t

t

A

K

Q

-

×

×

=

&

[W]

(1)

dove:

·

Q

&

è l’energia termica che attraversa la struttura nell’unità di tempo (W), ossia la potenza termica

· ti temperatura interna (°C)

- tetemperatura esterna (°C)

- Asuperficie interessata (m2)

- K trasmittanza unitaria della struttura (W/m² K)

La trasmittanza K è definita dall'inverso della somma delle resistenze degli strati e delle intercapedini che costituiscono la parete e si misura in [W/m2K]:

1

1

1

1

1

1

...

1

-

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

+

+

+

+

+

+

=

e

a

n

n

i

h

C

C

s

s

h

K

l

l

(2)

dove:

1/hi è la resistenza termica all’adduzione in cui hi è il coefficiente di adduzione sulla superficie interna della struttura misurata in W/m² K

sj/j è laresistenza termica di uno o più strati di materiale omogeneo in cui s è lo spessore dello strato misurato in m e è la conduttività termica del materiale in [W/m K].

1/C è la resistenza termica di strati di materiale non omogeneo in cui C è la conduttanza dello strato espressa in [W/m²K]

1/Ca è laresistenza termica di eventuali intercapedini d'aria, in cui Ca è la conduttanza dell'intercapedine espressa in [W/m²K]

1/he è la resistenza termica all’adduzione e he è il coefficiente di adduzione sulla faccia esterna della parete misurata in [W/m²K].

SCHEMA DELLA STRUTTURA

Considerare i seguenti valori dei coefficienti di adduzione superficiali:

· coefficiente di adduzione interna hi = 8 [W/m2K]

· coefficiente di adduzione he = 23 [W/m2K]

Calcolare la potenza termica unitaria dissipata dalla parete nell’ipotesi che l’ambiente interno si trovi a 20 °C e quello esterno si trovi a 5°C.

TIPO DI STRUTTURA

Dim.

A

(cm)

Dim.

B

(cm)

Conduttanza unitaria

C

(W/m2 K)

Schema

della

struttura

TAVOLATO DI

MATTONI FORATI

DI LATERIZIO

4

6

8

10

12

15

25

25

25

25

25

25

9,09

7,69

5,00

3,70

3,22

2,22

B

A

MURO IN MATTONI

SEMIPIENI

spessore (cm) 5

6

12

12

25

28

25

25

12

14

12

24

5,26

4,16

4,16

2,70

B

A

s=spessore

s

MURO IN BLOCCHI FORATI

spessore (cm) 25

25

25

25

25

25

25

30

37

1,25

1,06

0,94

A

B

s

s=spessore

SOLAIO IN BLOCCHI FORATI DI LATERIZIO

49,5

49,5

49,5

16

20

24

3,33

3,03

2,56

A

B

SOLAIO TIPO PREDALLES in c.a.p

120

120

120

12

20

25

asc. 3,57

disc.3,33

asc. 2,77

disc. 2,63

asc. 2,38

disc. 2,22

A

B

Tipo di intercapedine

Spessore

1 cm

Spessore

2 - 10 cm

Strato d’aria orizzontale

(flusso di calore ascendente)

7,56

6,98

Strato d’aria verticale

7,56

6,40


(flusso di calore discendente)

7,56

5,23

Conduttanza unitaria Ca per intercapedini d’aria (W/m2K)

Resistenze termiche per adduzione interna (1/hi) ed esterna (1/he) comunemente impiegati

Tipo

1/hi

[m2K/W]

1/he

[m2K/W]

Parete verticale

0,123

0,043

Parete orizzontale (flusso ascendente)

0,107

0,043


(flusso di calore disc.)

0,172

0,061

Resistenza totale al passaggio del calore:

R

h

s

s

Ca

s

s

s

h

T

i

e

=

+

+

+

+

+

+

+

1

1

1

1

1

2

2

4

4

5

5

6

6

l

l

l

l

l

La prima operazione consiste nell’assegnare ai diversi materiali, sulla base delle indicazioni riportate nelle tabelle precedenti, i valori delle conduttività termiche e delle eventuali conduttanze unitarie.

Nel caso specifico si rilevano i seguenti valori:

1. intonaco interno di calce e gesso

( = 0,70 W/m K

2. tavolato in mattoni forati (( = 800 kg/m3) ( = 0,30 W/m K

3. intercapedine d’aria

Ca = 6,4 W/m2 K

4. polistirene espanso in lastre stampate

(( = 20 kg/m3)

( = 0,040 W/m K

5. mattoni pieni (( = 2.000 kg/m3)

( = 0,90 W/m K

6. intonaco esterno di calce e cemento

( = 0,90 W/m K

Il flusso termico dissipato dalla parete nelle ipotesi assunte è dato da:

q = K (ie) [W/m2].

STRUTTURA

Parete di tamponamento

N.

DESCRIZIONE STRATO

(dall’interno verso l’esterno)

s

[m]

(

[W/mK]

C

[W/m2K]

(

[kg/m3]

R

[m2/K W]

1

Intonaco interno di calce e gesso

0,02

0,7

1.400

0,029

2

Tavolato in mattoni forati

0,08

0,3

800

0,267

3

Intercapedine d’aria

0,04

6,4

0,156

4

Polistirene espanso in lastre stampate

0,04

0,04

1,000

5

Mattoni pieni

0,12

0,90

2.000

0,133

6

Intonaco esterno di calce e cemento

0,02

0,90

1.800

0,022

Resistenza termica adduzione interna (1/hi)

0,12

Resistenza termica adduzione esterna (1/he)

0,04

Resistenza termica totale ((R) (m2 K/W)

1,773

Trasmittanza unitaria K (W/m2 K)

0,564

Calcolo dello spessore dello strato isolante da introdurre nell’elemento di involucro affinché la trasmittanza rientri nei limiti prescritti dal D. lgs 311/06

Se una struttura di tamponamento ha una trasmittanza unitaria K superiore al limite prescritto dal D. lgs 311/06 (Klim) per la zona climatica di appartenenza al 2010, è allora necessario ridurre il valore di tale grandezza aggiungendo uno strato di materiale coibente alla struttura esistente.

Per determinare lo spessore minimo dello strato isolante che riduca K ad un certo valore, al massimo pari a Klim, si procede nel seguente modo:

supponendo di utilizzare un materiale con conduttività termica pari a ( [W/mK], per ottenere un valore di K pari a Klim risulta che:

Resistenza termica iniziale RIN = 1/K =…. [m2 K/W]

Resistenza termica finale RFIN = 1/ Klim =….. [m2K/W]

La resistenza termica dello strato di materiale aggiunto R è data dalla differenza tra RFIN e RIN, quindi:

R = RFIN - RIN = ….. [m2K/W]

R, d’altra parte, è anche uguale al rapporto tra lo spessore s e la conduttività termica Si ricava quindi che lo spessore, che rappresenta l’incognita, è uguale a:

smin = R . = ….. [m]

Applicando alla parete uno strato di materiale isolante di spessore pari a quello sopra ricavato, il valore della trasmittanza unitaria K scende a Klim [W/m2 K]. Utilizzando lo stesso isolante (ciò significa lo stesso ), imponendo un’ulteriore riduzione di K si ottiene un incremento dello spessore rispetto a smin.

Zona climatica

Dall’1 gennaio 2006



A

5.5

5.0

4.6

B

4.0

3.6

3.0

C

3.3

3.0

2.6

D

3.1

2.8

2.4

E

2.8

2.4

2.2

F

2.4

2.2

2.0

Con riferimento alle dispersioni termiche attraverso le strutture trasparenti, la procedura per il calcolo della trasmittanza unitaria dei componenti edilizi trasparenti è riportata nella norma UNI 10345, che prende in considerazione vetri di vario tipo (semplici, stratificati, con pellicole superficiali, con intercapedine) ed i relativi telai; vengono forniti anche valori di resistenza aggiuntiva in presenza di tapparelle abbassate.

La trasmittanza termica di un componente edilizio finestrato costituito dal serramento e dal vetro, è data dalla relazione:

t

v

t

t

v

v

s

A

A

K

A

K

A

K

+

+

=

(4)

dove:

Kvtrasmittanza termica dell’elemento vetrato (W/m2 K)

Avl’area dell’elemento vetrato (m2)

Ktla trasmittanza termica del telaio (W/m2 K)

Atl’area del telaio (m2).

La trasmittanza termica di un componente trasparente, sia esso vetro singolo che multiplo, è data da:

1

1

1

1

1

1

-

=

-

=

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

+

+

+

=

å

å

n

i

n

j

i

si

i

i

e

v

h

R

s

h

K

l

(5)

dove:

1/he Re, la resistenza termica superficiale esterna (m/K W)

iconduttività della lastra di vetro (1 W/m K)

sispessore della lastra di vetro (m)

Rsresistenza termica dello strato racchiuso tra le due lastre (m/K W)

1/hiRi, la resistenza termica superficiale interna (m/K W)

nnumero di lastre costituenti il componente trasparente.

Per he e hi la UNI 10345 suggerisce di utilizzare i seguenti valori:

h

e

=

25

[W/m2 K]

h

i

=

+

3

6

4

4

0

837

,

,

,

e

[W/m2 K]

(6)

dove ( è l’emissività termica del componente trasparente (per vetri normali il valore di ( è pari a 0,837).

Nella tabella seguente sono riportati i valori della resistenza termica di intercapedini d’aria Rs in funzione della emissività delle superfici e degli spessori. Per casi più specifici si rimanda alle procedure di calcolo contenute nella norma UNI.

Spessore

intercapedine

(mm)

Emissività (

0,2

0,4

0,8

Sup. non trattata

6

0,19

0,16

0,13

0,13

9

0,26

0,21

0,16

0,15

12

0,32

0,25

0,18

0,17

15

0,36

0,28

0,20

0,19

50

0,34

0,26

0,19

0,18

100

0,31

0,25

0,18

0,17

Valori della resistenza termica Rs di intercapedini d’aria (m2K/W)

Il calcolo della trasmittanza unitaria del telaio Kt risulta abbastanza laborioso, in relazione alla complessità delle configurazioni e al numero delle tipologie dei serramenti.

Materiale del telaio

Caratteristiche telaio

Kt

(W/m2 K)

Legno

larghezza media telaio 30 mm



2,20

1,90

1,42

Metallo

senza taglio termico

7,0

Metallo

con taglio termico

3,1 - 3,7

Poliuretano

con anima di metallo

2,6

Poliuretano

con una camera d’aria

2,4

PVC - profilo vuoto

con due camere

2,0

PVC - profilo vuoto

con tre camere

1,8

Coefficienti globali di trasmissione termica Kt di telai per serramenti (W/m2 K)

La presenza di tapparelle o di schermi esterni abbassati riduce la trasmittanza termica del serramento che può essere calcolata dalla seguente relazione:

R

K

R

R

K

K

s

s

t

s

s

t

D

+

=

=

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

D

+

=

-

1

1

1

1

,

1

,

(7)

dove:

Kt,s

trasmittanza termica del serramento con tapparella abbassata (W/m2 K)

Kstrasmittanza termica del serramento base (W/m2 K)

(Rresistenza termica aggiuntiva

Il flusso di calore attraverso l’esterno si calcola così:

q= Ks (Ti-Te) [W/m2]

I valori della resistenza termica aggiuntiva per alcune tipologie di tapparelle sono riportati nella seguente tabella:

Tipo di tapparella

(R [m2 K/W]

bassa permeabilità

all’aria

media permeabilità all’aria

alta permeabilità

all’aria

Alluminio

0,15

0,12

0,09

Legno e plastica senza schiuma

0,22

0,16

0,12

Legno e plastica con schiuma

0,26

0,19

0,13

Legno (da 25 a 30 mm)

0,30

0,22

0,14

Valori della resistenza termica aggiuntiva (R per finestre dotate di tapparelle abbassate (W/m2 K)

Calcolo della trasmittanza di un serramento

Calcolare la trasmittanza termica Kt di un serramento con le seguenti caratteristiche:

Superficie complessiva A= ….. m2

Superficie vetro Av= ….. m2

Tipologia vetrovetrocamera 6-9-4 (6 mm prima lastra, 9 mm intercapedine di aria, 4 mm seconda lastra) con lastre di vetro normale con superfici non trattate

Tipologia telaio in PVC profilo vuoto con due camere

Calcolare inoltre la trasmittanza termica dello stesso serramento con tapparelle in legno (media permeabilità all’aria) abbassate.

La trasmittanza termica del componente trasparente viene calcolato con la:

1

1

1

1

1

1

-

=

-

=

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

+

+

+

=

å

å

n

i

n

j

i

si

i

i

e

v

h

R

s

h

K

l

Ad he e ad hi vengono assegnati i seguenti valori:

he = 25 [W/m2 K]

h

i

=

+

=

+

=

3

6

4

4

0

837

3

6

4

44

0

837

0

837

,

,

,

,

,

,

,

e

8,04 [W/m2 K]

Per una intercapedine d’aria di 9 mm con lastre non trattate, il valore della resistenza termica dell’intercapedine Rs è pari a 0,15 m2/KW.

Inserendo i valori di progetto nella:

1

1

1

1

1

1

-

=

-

=

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

+

+

+

=

å

å

n

i

n

j

i

si

i

i

e

v

h

R

s

h

K

l

Si ottiene che:

1

04

,

8

1

15

,

0

1

004

,

0

1

004

,

0

25

1

-

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

+

+

=

v

K

= 3,08 [W/m2 K]

La superficie del telaio At è uguale a (A - Af ) = …. m2.

La trasmittanza termica del telaio Kt è di 2,0 [W/m2 K] in PVC profilo vuoto, 2 lastre.

La trasmittanza termica media del componente finestrato (vetro più telaio) è:

t

v

t

t

v

v

s

A

A

K

A

K

A

K

+

+

=

=

+

×

+

×

=

t

v

t

t

s

A

A

A

A

K

0

,

2

08

,

3

….. [W/m2 K]

La presenza di tapparelle o di schermi esterni abbassati riduce la trasmittanza termica del serramento che può essere calcolata con la (7), noto il valore di (R.

Dall’apposita tabella essa risulta pari a 0,22 [m2 K/W], quindi:

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

+

=

22

,

0

1

/

1

s

fs

K

K

= …… [W/m2 K]

Dispersione termica tra l’ambiente riscaldato e quello non riscaldato: calcolo della temperatura nei locali non riscaldati

Per calcolare il flusso di calore da un locale riscaldato ad uno adiacente non riscaldato è necessario determinare la temperatura dell’aria di quest’ultimo.

La norma UNI 7357 propone una serie di situazioni di riferimento che consentono di risolvere il problema senza ricorrere ad elaborazioni complesse e spesso poco affidabili.

Ricavata la temperatura dei suddetti locali, ipotizzata costante nel tempo considerato, si deve andare a stimare anche la potenza termica dispersa dal locale riscaldato verso questi.

Descrizione dei locali

Temp.

Correzione

da apportare

(°C)

se ti ( 20°C

se te ( -5°C

Cantine con serramenti aperti

-2

(ti - 20) . 0,1

(te + 5) . 0,9

Cantine con serramenti chiusi

5

(ti - 20) . 0,4

(te + 5) . 0,6

Sottotetti non plafonati con tegole non sigillate

esterna

Sottotetti non plafonati con tegole ben sigillate

-2

(ti - 20) . 0,1

(te + 5) . 0,9

Sottotetti plafonati

0

(ti - 20) . 0,2

(te + 5) . 0,8

Locali con 3 pareti esterne provviste di finestre

0

(ti - 20) . 0,2

(te + 5) . 0,8

Locali con 3 pareti esterne di cui 1 con finestra o con 2 pareti esterne entrambe con finestre

5

(ti - 20) . 0,4

(te + 5) . 0,6

Locali con 3 pareti esterne senza finestre

10

(ti - 20) . 0,5

(te + 5) . 0,5

Locali con 2 pareti esterne senza finestre

12

(ti - 20) . 0,6

(te + 5) . 0,4

Locali con 1 parete esterna provvista di finestre

13

(ti - 20) . 0,6

(te + 5) . 0,4

Locali con 1 parete esterna senza finestre

15

(ti - 20) . 0,7

(te + 5) . 0,3

Appartamenti attigui non riscaldati:

· sottotetto

2

(ti - 20) . 0,3

(te + 5) . 0,7

· ai piani intermedi

7

(ti - 20) . 0,5

(te + 5) . 0,5

· al piano più basso

5

(ti - 20) . 0,4

(te + 5) . 0,6

Gabbie scala con parete esterna e finestre ad ogni piano; porta d’ingresso al piano terra chiusa:

· al piano terra

2

(ti - 20) . 0,3

(te + 5) . 0,7

· ai piani sovrastanti

7

(ti - 20) . 0,5

(te + 5) . 0,5

Ai piani sovrastanti con porta aperta

· al piano terra

-2

(ti - 20) . 0,5

(te + 5) . 0,9

· ai piani sovrastanti

2

(ti - 20) . 0,3

(te + 5) . 0,7

Temperatura indicativa di locali non riscaldati

Il calcolo delle dispersioni

risc

non

Q

&

deve essere effettuato come quelle attraverso gli elementi di involucro, tenendo conto che il salto termico è corretto, cioè T non è Ti-Te bensì è Ti –Tnon risc.

Dopo aver calcolato tutte le potenze termiche di dispersione, queste si moltiplicano ognuno per Nx86400 e si ottiene l’energia termica complessivamente dispersa nel mese considerato:

QT = 86400x N x (

opache

Q

&

+

w

Q

&

+

risc

non

Q

&

) [J]

Durante la stagione di riscaldamento in zona B si disperde complessivamente per trasmissione:

QT = 86400 x N x (

opache

Q

&

+

w

Q

&

+

risc

non

Q

&

)dic + 86400 x N x (

opache

Q

&

+

w

Q

&

+

risc

non

Q

&

)gen + 86400 x N x (

opache

Q

&

+

w

Q

&

+

risc

non

Q

&

) feb+ 86400 x Nx (

opache

Q

&

+

w

Q

&

+

risc

non

Q

&

)mar [J]

GRADI GIORNO GG

E’ la sommatoria estesa all’arco di un anno o di un mese, delle differenze fra la temperatura ottimale per l’interno degli ambienti abitati e la temperatura esterna (media giornaliera).

I gradi giorno di una località vengono espressi in gradi centigradi.

Entrano a determinare tale sommatoria soltanto i giorni dell’anno in cui la temperatura esterna è inferiore a quella esterna considerata.

å

-

=

n

e

i

T

T

GG

1

)

(

con:

GG = gradi giorno (per RC GG = 690°C)

Ti = temperatura interna ottimale o comunque di riferimento

Te = temperatura esterna di riferimento

n = numero dei giorni compresi nel periodo considerato

Dispersioni termiche dovute alla ventilazione

Per garantire le caratteristiche qualitative dell’aria all’interno di un ambiente abitato è necessario assicurare adeguati ricambi in relazione alla destinazione d’uso del locale considerato.

Si deve tener conto che l’involucro di un edificio non è impermeabile all’aria ma è attraversato da non trascurabili portate d’aria che danno significativi contributi al bilancio di energia.

È comune adottare una tecnica progettuale che consiste nell’imporre a priori nei calcoli di progetto una portata d’aria proveniente dall’esterno, che viene normalmente espressa nell’unità non corrente “numero dei ricambi all’ora del volume ambiente” (n).

Questo metodo non si preoccupa di correlare il fenomeno delle infiltrazioni d’aria attraverso l’involucro e della ventilazione naturale al microclima interno ed esterno, ma è molto utile se si vuole imporre un limite al ricambio d’aria per motivi di risparmio energetico e per garantire il comfort interno.

Dal punto di vista del fabbisogno energetico nel periodo invernale, l’aria di rinnovo immessa nel locale da un impianto di ventilazione o per infiltrazione e ventilazione naturale deve riscaldarsi alla temperatura esterna fino alla temperatura operante all’interno del locale.

)

(

,

e

i

a

p

amb

V

T

T

c

V

n

Q

-

×

×

×

×

=

r

n numero dei ricambi all’ora (1/h)

V volume dell’ambiente (m3)

cp,a è il calore specifico dell'aria (convenzionalmente assunto pari a 0,35 Wh/kg °C)

Ti - Te differenza tra la temperatura interna e quella esterna(°C).

L’energia complessivamente dispersa per ventilazione durante un mese del periodo di riscaldamento è:

EV = N(24*3600(Qv [J]

86400 sono i secondi.

Con riferimento al periodo intero di riscaldamento occorre sommare tutte le dispersioni mensili, inserendo per ogni mese la relativa temperatura media mensile.

Il valore di n varia in funzione delle attività svolte all'interno del locale e comunque è proporzionale all'affollamento.

Nel caso di edifici residenziali, ad esempio, n è di solito uguale a 0,5 ad eccezione di alcuni locali dove la ventilazione deve essere superiore (bagno n = 2, cucine n = 1).

Destinazione d’uso

dei locali

Ricambi d’aria n

(vol. amb./ora)

Portate minime

(l/s persona)

Edifici residenziali

0,5

7,5

Uffici

1,5(2,5

10

Edifici commerciali

1(2

8

Bar

2(3

15

Ristoranti

1(2

10

Alberghi

0,5(1

8

Asili nido e scuole materne

2,5

8

Scuole elementari

2,5

8

Scuole medie inferiori

3,5

8

Scuole medie superiori

5

8

Università

5

8

Ospedali - degenze in genere

2

13

Ospedali - degenze bambini

3

13

Ospedali - reparti diagnostica

6

8

Ospedali - sale operatorie

15(20

15

Teatri e cinematografi

-

8(10

Valori dei ricambi d’aria n e delle portate minime di ventilazione per alcune utenze

Maggiorazioni da apportare alle dispersioni termiche

Per la definizione del fabbisogno termico di un edificio la norma UNI 7357 prevede delle maggiorazioni di cui si deve tener conto nel calcolo delle dispersioni, precisamente quelle dovute all’esposizione e all’intermittenza del funzionamento.

Maggiorazioni per esposizione delle strutture disperdenti

Maggiorazioni dovute all’intermittenza del funzionamento

Correzioni per esposizione

Tengono conto dell’irraggiamento solare diretto, del diverso grado di umidità delle pareti e della diversa velocità e temperatura dei venti.

I valori proposti dalla norma, espressi come percento di maggiorazione, vengono applicati alle dispersioni per conduzione attraverso le strutture ed alle dispersioni dovute ai ponti termici.

S

SO

O

NO

N

NE

E

SE

-

2(5%

5(10%

10(15%

15(20%

15(20%

10(15%

5(10%

Maggiorazioni da applicare alle dispersioni termiche in funzione degli orientamenti delle strutture disperdenti

Maggiorazioni dovute all’intermittenza del funzionamento

Un fattore correttivo da prevedere nel calcolo delle dispersioni termiche globali dell’edificio è quello dovuto all'attenuazione notturna del riscaldamento o al funzionamento ad intermittenza dell'impianto.

I valori relativi alle maggiorazioni percentuali sono riportati in tabella e si applicano alla somma globale delle dispersioni, comprese quelle per ventilazione.

Funzionamento

Impianti ad aria calda

Impianti a radiatori

Impianti a pannelli

Continuo con attenuazione notturna

12

8

5

Con utilizzo giornaliero di

16 - 18 ore

15

10

8


12 - 16 ore

20

12

10


8 - 12 ore

25

15

12


6 - 8 ore

30

20

15


4 - 6 ore

35

25

20

Aumento percentuale da apportare alla potenzialità termica in funzione del tipo di impianto.

Calcolo degli apporti gratuiti

EG = EI + Es

Contributo derivante da sorgenti interne EI

Contributo derivante dalle sorgenti interne diverse dal sistema di riscaldamento, per esempio:

- apporti dovuti al metabolismo degli occupanti;

- il consumo di calore dovuto alle apparecchiature elettriche e agli apparecchi di illuminazione.

Contributo derivante dalla radiazione solare ES

Norma UNI 10349 - Prospetto della radiazione giornaliera media mensile relativa all’esposizione delle superfici vetrate.

Gli apporti solari dipendono dall’insolazione normalmente disponibile nella località interessata, dall'orientamento delle superfici di raccolta, dalla presenza di ombreggiatura permanente, dalla trasmittanza solare e dalle caratteristiche di assorbimento delle superfici soleggiate. Le superfici soleggiate da prendere in considerazione sono le superfici vetrate, le pareti interne e i pavimenti degli spazi soleggiati e le pareti poste dietro coperture trasparenti o isolanti trasparenti.

In questa fase si considerano solo i contributi dovuti alla radiazione solare che penetra attraverso le superfici trasparenti.

Si legge il valore della radiazione solare giornaliera Is che incide mediamente su superfici vetrate esposte a Est. Il valore non è mensile, è invece il valore che mediamente si ha giornalmente nel mese considerato

IS [MJ/m2] 1MJ=106J

Si deve moltiplicare la radiazione solare per l’area della superficie vetrata che effettivamente si lascia attraversare dalla radiazione solare (area efficace o equivalente).

å

å

=

=

×

=

v

i

ij

s

e

j

j

s

S

A

I

Q

1

,

1

,

[MJ]

dove

- Is,j è la radiazione solare globale stagionale che incide sulla finestra con esposizione j generica [MJ/m2]

- As,ij è l’area equivalente della i-esima superficie trasparente con esposizione j [m2]

- v è il numero delle finestre con esposizione j

Area equivalente delle superfici trasparenti

Per la generica superficie trasparente l’area effettiva di raccolta della radiazione solare è:

As = A(Fs(Fc(FF(g [m2]

dove:

· Fs è il fattore di schermatura che tiene conto di eventuali ostruzioni esterne dovute all’orografia o altri elementi. Nel calcolo del coefficiente di schermatura, sono da prendere in considerazioni solo le ombreggiature permanenti, che non sono soggette a rimozioni in relazione agli apporti solari o al variare della temperatura interna. Protezioni solari automatiche o rimovibili dall'utente sono prese, implicitamente, in considerazione con il fattore di utilizzazione;

· Fc è il coefficiente di riduzione dovuto alla presenza di schermi interni e/o esterni, ossia rappresenta il rapporto tra l'energia entrante all'interno dell'edificio in presenza di schermi (tende o tapparelle) e quella che entra in assenza di essi. Esso si può assumere pari a 0,8 in assenza di dati più precisi. Si può far riferimento ai valori riportati nel prospetto seguente:

Tipo di schermo

Coefficiente

assorbimento ottico

Coefficiente

trasmissione

ottico

Fattore di schermatura

interna

esterna

tende alla veneziana

0,1

0,05

0,10

0,30

0,25

0,30

0,45

0,10

0,15

0,35

tapparelle di legno

0,7

0,00

-

0,15

tende bianche

0,1

0,50

0,70

0,90

0,65

0,80

0,95

0,55

0,75

0,95

tessuti colorati

0,2

0,10

0,30

0,50

0,42

0,57

0,77

0,17

0,37

0,57

I valori fanno riferimento a schermi completamente abbassati. In situazioni differenti, il valore del coefficiente di schermatura dovrà essere calcolato come media pesata sulle frazioni di superficie effettivamente coperta e non.

· FF è il coefficiente di riduzione dovuto alla presenza del telaio e rappresenta il rapporto tra la superficie del vetro e quella complessiva del serramento.

- g è la trasmittanza solare totale dell’elemento. L'energia solare trasmessa attraverso i componenti trasparenti dipende dal tipo di vetro. Il coefficiente di trasmissione solare (trasmittanza solare totale) é calcolato per il raggio solare supposto perpendicolare alla superficie del vetro. Per gli scopi della presente applicazione, come valore di riferimento, si può prendere quello calcolato rispetto alla direzione perpendicolare, ridotto all'85%.

A titolo esemplificativo, nel prospetto seguente sono riportati i valori del coefficiente di trasmissione solare di alcuni tipi di vetro più comuni determinato per angolo di incidenza normale, da utilizzare quando dati specifici non sono disponibili dai produttori e da ridurre dell’85%.

Coefficiente di trasmissione solare g( di alcuni tipi di vetro

Tipo di vetro

g (

vetro singolo

0,82

vetro singolo selettivo

0,66

doppio vetro normale

0,70

doppio vetro con rivestimento selettivo pirolitico

0,64

doppio vetro con rivestimento selettivo catodico

0,62

triplo vetro normale

0,60

triplo vetro con rivestimento selettivo pirolitico

0,55

triplo vetro con rivestimento selettivo catodico

0,53

Fattore di schermatura

Il fattore di schermatura FS , secondo Uni EN 832, è dato da:

FS FO FAO FAV

dove:

· Fo è il coefficiente di ombreggiatura dovuto ad ostruzioni esterne (es. orografia o fabbricati limitrofi);

· FAO è il coefficiente di ombreggiatura dovuto ad aggetti orizzontali sovrastanti l’apertura;

· FAV è il coefficiente di ombreggiatura dovuto ad aggetti verticali disposti lateralmente rispetto all’apertura;

Il coefficienti di ombreggiatura stagionali per periodi di riscaldamento compresi tra ottobre ed aprile sono indicati nelle tabelle seguenti. Valori per angoli e orientazione intermedi si possono ottenere per interpolazione

Coefficiente di ombreggiatura FO per ostruzioni esterne (da EN 832)

Angolo con l’orizzonte

Sud

Est/Ovest

Nord

0°

1

1

1

10°

0,97

0,95

1

20°

0,83

0,81

0,98

30°

0,61

0,69

0,94

40°

0,45

0,60

0,90

Coefficiente di ombreggiatura FAO per aggetti orizzontali (da EN 832)


Sud

Est/Ovest

Nord

0°

1

1

1

30°

0,90

0,89

0,91

45°

0,74

0,76

0,80

60°

0,51

0,58

0,66

Coefficiente di ombreggiatura FAV per aggetti verticali (da EN 832)


Sud

Est/Ovest

Nord

0°

1

1

1

30°

0,94

0,92

1

45°

0,84

0,84

1

60°

0,72

0,75

1


Eh = ET + EV - EG

INDICE DI PRESTAZIONE ENERGETICA DELL’EDIFICIO EP

Dopo aver calcolato l’intero fabbisogno energetico Eh relativo al periodo di riscaldamento come:

Eh = Et +EV-EG

dove i singoli termini possono essere espressi in J o multipli del Joule [MJ], si calcola l’indice di prestazione energetica dell’edificio in MJ/m2

risc

h

S

E

EP

=

[MJ/m2]

e lo si confronta con i valori prescritti nel D.lgs 311/06 per dato S/V e zona climatica (B) al 2010.

Si ricordi che i valori di EP ricavati sono espressi in kJ o MJ/m2 , mentre in decreto sono in kWh/ m2 :

1 kWh = 3,6 MJ

1MJ = 1/3,6 MJ

Norme di riferimento

UNI EN 832 “Prestazione termica degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento”, in cui è riportata la procedura normalizzata sopra esposta

UNI 10349 “Dati climatici” da consultare per i valori di temperatura esterna, radiazione solare sulle diverse esposizioni per la località in esame nel periodo di riscaldamento

UNI EN ISO 14683 “Ponti termici in edilizia. Coefficiente di trasmissione termica lineica. Metodi semplificati e valori di riferimento” da consultare nel caso dei calcoli dei ponti termici

UNI 10346 “Scambi di energia termica tra edificio e terreno. Metodi di calcolo e verifica”

UNI 10344 per il calcolo degli apporti gratuiti consistenti come nel caso di serre solari

Dispersione per trasmissione attraverso gli elementi di involucro ET

Energia termica scambiata per ventilazione

EV

Strutture

opache Eopache

Serramenti

Ef

Dispersione attraverso i ponti termici

Dispersione verso gli ambienti non riscaldati o a temperatura diversa da quella dell’ambiente considerato

Fabbisogno energetico per il riscaldamento

Eh

Apporti energetici gratuiti EG

Radiazione solare attraverso le superfici trasparenti ES

Sorgenti interne EI

(persone, luci, apparecchiature elettriche, ecc.)

_1269850309.unknown

_1269861105.unknown

_1289499111.unknown

_1289499978.unknown

_1289500300.unknown

_1289499417.unknown

_1289498515.unknown

_1269861136.unknown

_1269892767.unknown

_1288773929.unknown

_1269861137.unknown

_1269861117.unknown

_1269850950.unknown

_1269861052.unknown

_1269861066.unknown

_1269850876.unknown

_1005595877.doc

s=spessore

s

A

B

_1268633182.unknown

_1269847278.unknown

_1269850224.unknown

_1269847356.unknown

_1268638897.unknown

_1269847221.unknown

_1005595878.doc

A

B

_1268123588.unknown

_1005595872.unknown

_1005595874.doc

B

A

_1005595875.doc

s=spessore

s

B

A

_1005595873.doc

B

A

_1005595864.unknown

_1005595871.doc

_1005595863.unknown

_1005595859.unknown

Dipartimento di programmazione - unirc.it · Web viewUNI EN 832 “Prestazione termica degli...

Documents

Transcript of Dipartimento di programmazione - unirc.it · Web viewUNI EN 832 “Prestazione termica degli...