Laboratorio di Costruzione dell’architettura

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La consapevolezza di dover affrontare i problemi ambientali si è tradotta in una serie di impegni politici presi anche a livello internazionale.

Nel 1997 viene definito il PROTOCOLLO DI KYOTO

Il protocollo impegna i paesi firmatari a ridurre, entro il 2012, il

totale delle emissioni di gas ad EFFETTO SERRA almeno del 5,2%

rispetto ai livelli del 1990 e indica esplicitamente le politiche e le

azioni operative che si devono sviluppare, con al primo posto il

miglioramento dell’efficienza tecnologica e la riduzione dei

consumi energetici nei settori trasporti, costruzioni e industriale.



L’edilizia è il settore a più alto consumo energetico

L’energia impiegata nel settore residenziale e terziario rappresenta oltre il 40% del consumo finale di energia della comunità.

L’edilizia è il settore a più alto consumo energetico

Il 40% dell’inquinamento atmosferico deriva dal residenziale

L’edilizia è l’attività a più alto consumo del territorio

Il 50% dei rifiuti prodotti attualmente in Europa proviene dal settore edile

La crescita nei consumi degli ultimi 50 anni sta creando pressioni

sempre più esasperate sull'ambiente. Il deterioramento delle risorse

come l'acqua, l'aria, la terra, le foreste, è la causa di desertificazione,

inquinamento delle falde acquifere, frane, perdita di biodiversità,

inquinamento atmosferico, emissioni di CO2 , innalzamento della

temperatura terrestre, scioglimento delle nevi perenni, aumento del

buco dell'ozono ecc.

La necessità di salvaguardare l'ambiente per le generazioni future,

unitamente all'esigenza di pianificare un più equo sviluppo sociale ed

economico a livello mondiale, hanno portato i governi dei diversi

Paesi ad assumere degli impegni.

Gli impegni di Kyoto (entrati in vigore nel 2005)Percentuale di riduzione di GAS SERRA entro il 2012 rispetto ai livelli del 1990

Mondo 5,2%Unione Europea 8,0%Russia 0,0%Stati Uniti 7,0%Giappone 6,0%Italia 6,5%Paesi in via di sviluppo nessuna limitazione

I gas di cui bisogna ridurre le emissioni:

• l’ANIDRIDE CARBONICA, prodotta dall’impiego dei combustibili fossili in tutte le attività generiche industriali, oltre che nei trasporti;

• il protossido di azoto, gli idrofluorocarburi, i perfluorocarburi e l’esafluoruro di zolfo impiegati nelle industrie chimiche manifatturiere;

• il METANO, prodotto dalle discariche dei rifiuti, dagli allevamenti zootecnici e dalle coltivazioni di riso.




Nel contesto normativo concernente l’efficienza energetica degli edificiun fondamentale elemento di novità è stato costituito dalla direttivaeuropea 2002/91/CE del Parlamento Europeo del 16 dicembre 2002sul “rendimento energetico nell’edilizia”.

La direttiva europeaprevedeva che laconcessione edilizia negliStati membri potesseessere rilasciata solo pergli immobili cherispettavano determinaticriteri di basso consumoenergetico, includere leprestazioni energetichedegli edifici fra glielementi che nedeterminano il valoreeconomico.

La legislazione italiana disciplina il contenimento dei consumienergetici negli edifici dal 1976, con la legge n. 373 del 30 aprile

poi sostituita dalla

Legge 9 gennaio 1991, n. 10, ed in particolare il titolo II,recante norme per il contenimento dei consumi di energianegli edifici.

e suoi provvedimenti attuativi

• DPR 26 agosto 1993, n. 412, «Regolamento recante normeper la progettazione, l’installazione, l’esercizio e lamanutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini delcontenimento dei consumi di energia.»

• Il D.Lgs. 192/2005 che ha recepito in Italia la direttiva europea2002/91/CE, aveva stabilito una serie di misure dirette a ridurre ilconsumo di energia di tutti gli edifici presenti sul territorio italiano,introducendo la certificazione energetica degli edifici.

Successivamente due decreti legislativi hanno innovano il quadronormativo relativo alla riqualificazione energetica degli edifici:

• Il D.Lgs. 311/2006 (GU l’1-02-2007), modifica ed integra il DLgs192/2005, modificando la disciplina della certificazione energetica ela metodologia di calcolo per il rendimento energetico degli edifici

•Il D.Lgs. 26 giugno 2009, Linee guida nazionali per lacertificazione energetica degli edifici (GU del 10-7-2009)

Anni di emanazione di altre Direttive europee: Direttiva 8/2004,32/2006, 125/2009

DIRETTIVA EUROPEA 31/2010/UEAbolisce la Direttiva del 2002Definisce gli Edifici a energia quasi zeroGli Stati membri devono provvedere affinchè:a. entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione siano edifici a energia quasi zerob. entro il 31 dicembre 2018 gli edifici di nuova costruzione occupati da enti pubblici e di proprietà di questi ultimi siano edifici a energia quasi zero

Zero Energy Building (ZEB) (edifici a energia zero)Edifici in cui “come risultato di un livello molto alto di rendimento energetico degli immobili, il consumo totale annuale di energia primaria dovrà essere uguale o inferiore alla produzioneenergetica ottenuta in loco con le energie rinnovabili”

NZEB «edificio a energia quasi zero»:

edificio ad altissima prestazione

energetica.

Il fabbisogno energetico molto basso o

quasi nullo dovrebbe

essere coperto in misura molto

significativa da energia da fonti

rinnovabili, compresa

l’energia da fonti rinnovabili prodotta in

loco o nelle vicinanze

DIRETTIVA EUROPEA 2012/27/UE

Modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/31/CE e abroga le direttive2004/8/CE e 2006/32/C.

DECRETO LEGISLATIVO 4 luglio 2014, n. 102, Attuazione della direttiva 2012/27/UE sull'efficienza energetica, che prevede misure per il miglioramento dell’efficienza energetica in tutti i settori al fine di ridurre del 20% i consumi dell’energia primaria entro il 2020.

Tre Decreti Ministeriali del 26 giugno 2015 rafforzano l’incrementodegli Edifici a Energia Quasi Zero.

Infatti, a partire dal 1° gennaio 2021 i nuovi edifici e quellisottoposti a ristrutturazioni significative dovranno essere realizzati inmodo tale da ridurre al minimo i consumi energetici coprendoli inbuona parte con l’uso delle fonti rinnovabili”.

Europa

direttiva 2002/91/CE

Italia

D.lgs 192 del 2005gli Allegati C, H, L, M, sono soppressi

D.lgs 311 del 2006

D.lgs n. 102 del 2014, prevede misure per il miglioramento dell’efficienza energetica in tutti i settori e per ridurre del 20% i consumi dell’energia primaria entro il 2020.


direttiva 2010/31/UEEdifici a Energia Quasi Zero

direttiva 2012/27/UE

3 D.M. 26 giugno2015

Sostituisce 2002/91/CE

Modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/31/CE e abroga le direttive2004/8/CE e 2006/32/C

D.lgs. 26 giugno 2009Linee guida per la certificazione energetica degli edifici

3 marzo 2011, n. 28, che

definisce gli obblighi di integrazione delle fonti rinnovabili nei nuovi edifici o negli edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti


direttiva 2004/8/CE

1° Decreto Ministeriale 26/06/2015

Sostituisce in parte il D.lgs 192/2005

Nuove metodologie di calcolo e requisiti minimi delle

prestazioni energetiche

2° Decreto Ministeriale 26/06/2015

Linee guida per l’attestato di prestazione

energetica (APE). Le classi

energetiche saranno dieci. Dalla A4, la migliore, si passerà

via via alla G, la peggiore.

rafforzati gli standard energetici minimi per gli edifici

nuovi e per quelli ristrutturati, ottimizzando il rapporto

costi/benefici degli interventi, in modo da arrivare a

realizzare gli Edifici a Energia Quasi Zero previsti dalla

Direttiva 2010/31/UE

Schema di relazione tecnica di progetto3° Decreto Ministeriale 26/06/2015

Il Decreto ministeriale 26 giugno 2015 entrato in vigore 01 ottobre

2015

Definisce

• le modalità di applicazione della metodologia di calcolo delle

prestazioni energetiche degli edifici, ivi incluso l’utilizzo delle fonti

rinnovabili,

• le prescrizioni e i requisiti minimi in materia di prestazioni

energetiche degli edifici e unità immobiliari

nel rispetto dei criteri generali di cui all’articolo 4, comma 1, del decreto

legislativo 19 agosto 2005, n.192

Con riferimento a quanto disposto dal decreto legislativo 192/2005, laprestazione energetica degli edifici è determinata sulla base dellaquantità di energia necessaria annualmente per soddisfare le esigenzelegate a un uso standard dell’edificio e corrisponde al fabbisognoenergetico annuale globale in energia primaria per il riscaldamento, ilraffrescamento, per la ventilazione, per la produzione di acqua caldasanitaria e, nel settore non residenziale, per l’illuminazione, gliimpianti ascensori e scale mobili

Tale quantità viene espressa da uno o più descrittori che tengonoconto della:• Coibentazione• Caratteristiche tecniche e di installazione, della progettazione e

della posizione in relazione agli aspetti climatici• Esposizione al sole e dell'influenza delle strutture adiacenti• Esistenza di sistemi di trasformazione propria di energia• Altri fattori, compreso il clima degli ambienti interni, che

influenzano il fabbisogno energetico

‒ Nuova costruzione

‒ Ristrutturazione importante di primo livello

‒ Ristrutturazione importante di secondo livello

‒ Riqualificazione Energetica

Si applica agli edifici pubblici e privati, siano essi edifici di nuova costruzione o edifici esistenti sottoposti a ristrutturazione.

Gli edifici sono classificati, in base alla tipologia di intervento:

. In tali casi i requisiti di prestazione energetica si applicano all’intero edificio e si

riferiscono alla sua prestazione energetica relativa al servizio o servizi interessati;

‒ Ristrutturazione importante di secondo livello‒ Ampliamenti volumetrici‒ Riqualificazione Energetica

Tipologia di

intervento

Descrizione livelli di intervento Prescrizioni

Ristrutturazione importante di primo livello

l’intervento interessa l’involucro

edilizio con un’incidenza

superiore al 50% della superficie

disperdente lorda complessiva

dell’edificio, e comprende anche

la ristrutturazione dell’impianto

termico per climatizzazione

invernale e/o estiva asservito

all’intero edificio

i requisiti di prestazione

energetica si applicano

all’intero edificio e si

riferiscono alla sua

prestazione energetica

relativa al servizio o servizi

interessati;

Ristrutturazione importante di secondo livello

l’intervento interessa l’involucro

edilizio con un incidenza

superiore al 25% della superficie


dell’edificio e può interessare

l’impianto termico per il servizio

di climatizzazione invernale e/o

estiva.

i requisiti di prestazione

energetica da verificare

riguardano le caratteristiche

termo-fisiche delle sole

porzioni e delle quote di

elementi e componenti

dell’involucro dell’edificio

interessati dai lavori di

riqualificazione energetica

. In tali casi i requisiti di prestazione energetica si applicano all’intero edificio e si

riferiscono alla sua prestazione energetica relativa al servizio o servizi interessati;

‒ Ristrutturazione importante di secondo livello‒ Ampliamenti volumetrici‒ Riqualificazione Energetica

Tipologia di

intervento

Descrizione livelli di intervento Prescrizioni

Riqualificazioni energetiche

Interventi non riconducibili ai casi

precedenti e che coinvolgono

quindi una superficie inferiore o

uguale al 25% della superficie


dell’edificio e/o consistono nella

nuova installazione, nella

ristrutturazione di un impianto

termico.

In tali casi i requisiti di

prestazione energetica

richiesti si applicano ai soli

componenti edilizi e impianti

oggetto di intervento, e si

riferiscono alle loro relative

caratteristiche termo-fisiche

o di efficienza.

In caso di interventi che

prevedano l’isolamento

termico (interno, esterno o

in intercapedine) i valori

delle trasmittanze di cui alle

tabelle da 1 a 4

dell’Appendice B, sono

incrementati del 30%.

Per gli interventi su edifici di nuova costruzione e sull’involucro degli edifici esistenti si applicano i requisiti e le prescrizioniseguenti:

Il valore della trasmittanza termica (U) per le strutture opacheverticali, per le strutture opache orizzontali o inclinate, per lechiusure tecniche trasparenti e opache delimitanti il volumeclimatizzato verso l’esterno e verso locali non climatizzati, deve essereinferiore o uguale a quello riportato nelle Tabelle dell’Appendice B.

I valori dei Requisiti della prestazione energetica degli edificisono espressi in funzione di:- zona climatica (individuata all’art. 2 del DPR n. 412 del 26-08-93)

Il territorionazionale èsuddivisonelle seguentisei zoneclimatiche infunzione deigradi-giorno,indipendentemente dallaubicazionegeografica:

Pareti

Nuovi edifici o interventi di 1° e 2° livello Interventi di riqualificazione energetica

Trasmittanza termica U delle strutture opache verticali, verso l’esterno, gli ambienti

non climatizzati o contro terra

Valori dei parametri caratteristici di edifici nuovi o soggetti ariqualificazione energetica (sostituzione dell’allegato C del Dlvo192/2005)


Trasmittanza termica U delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura, verso

l’esterno e gli ambienti non climatizzati

Coperture


Trasmittanza termica U delle strutture opache orizzontali di pavimento, verso l’esterno,

gli ambienti non climatizzati o contro terra

Solai a terra


Trasmittanza termica U delle chiusure tecniche trasparenti e opache e dei cassonetti,

comprensivi degli infissi, verso l’esterno e verso ambienti non climatizzati

Chiusure tecniche trasparenti e opache

Per edifici nuovi i valori di trasmittanza delle precedenti tabelle siconsiderano comprensive dell’effetto dei ponti termici.

Per interventi di riqualificazione energetica i valori di trasmittanza delleprecedenti tabelle si considerano comprensive dei ponti termiciall’interno delle strutture (a esempio ponte termico tra finestra e muro)e di metà del ponte termico al perimetro della superficie oggetto diriqualificazione.


Trasmittanza termica U delle strutture opache verticali e orizzontali di separazione tra

edifici o unità immobiliari confinanti

NORME TECNICHE DI RIFERIMENTO PER IL CALCOLO DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

Norme quadro di riferimento nazionale UNI/TS 11300- Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1, 2, 3 e 4

Norme tecniche a supporto UNI EN ISO 6946 Componenti ed elementi per edilizia – Resistenza termica e trasmittanza termica – Metodo di calcolo.

UNI 10339 Impianti aeraulici ai fini del benessere. Generalità classificazione e requisiti. Regole per la richiesta di offerta.

UNI/TR 11328-1 Energia solare - Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia - Parte 1: Valutazione dell'energia raggiante ricevuta.

UNI EN ISO 13786 Prestazione termica dei componenti per edilizia –Caratteristiche termiche dinamiche – Metodi di calcolo.

Linee guida nazionali per l’attestazione della prestazione energetica degli edifici prevedono:

a) metodologie di calcolo, anche semplificate per gli edifici caratterizzati da ridotte dimensioni e prestazioni energetiche di modesta qualità, finalizzate a ridurre i costi a carico dei cittadini;

b) il format di APE, di cui all’appendice B delle Linee guida, comprendente tutti i dati relativi all'efficienza energetica dell'edificio e all’utilizzo delle fonti rinnovabili nello stesso, al fine di consentire ai cittadini di valutare e confrontare edifici diversi;

c) lo schema di annuncio di vendita o locazione, di cui all’appendice C delle Linee guida, che renda uniformi le informazioni sulla qualità energetica degli edifici fornite ai cittadini;

d) la definizione del sistema informativo comune per tutto il territorio nazionale, di seguito SIAPE, di cui all’articolo 1, comma 1, lettera c).

Classificazione degli immobili in funzione della prestazione energetica

Nel seguito è fornita la metodologia di classificazione adottata a livellonazionale per il raggiungimento degli obiettivi posti dalla direttiva2010/31/UE, in relazione allo stato del patrimonio edilizio nazionale,valutato nella sua globalità territoriale.

Rispetto alla preesistente normativa, sono state introdotte diverse novitàpoiché per il cittadino, proprietario o conduttore dell’edificio, è importanteconoscere come la qualità dell’involucro edilizio e degli impianticontribuiscano al raggiungimento del livello di prestazione globale, al finedi poter mettere “a fuoco” le più significative carenze energetichedell’edificio e orientare le priorità di intervento.

Rappresentazione delle prestazioni, struttura della scala delle classi e soglia di riferimento legislativo

La classe energetica dell’edificio è determinata sulla base dell’indice di prestazione energetica globale dell’edificio EPgl,nren, per mezzo del confronto con una scala di classi prefissate, ognuna delle quali rappresenta un intervallo di prestazione energetica definito.

La classe energetica è contrassegnata da un indicatore alfabetico (dalla lettera A miglior indice di prestazione cioè minori consumi energetici fino alla G indice di prestazione più elevato cioè maggiori consumi energetici)Un apposito spazio, se barrato, indicherà che si tratta di un “Edificio a energia quasi zero”.

La classe energetica è contrassegnata da un indicatore numerico,affiancato alla lettera A, identificherà i livelli di prestazione energetica inordine crescente a partire da 1 (rappresentante del più basso livello diprestazione energetica della classe A).

Procedure e metodologie per determinazione prestazione

energetica degli edifici

1. Procedura di calcolato di progetto o di calcolostandardizzato prevede la valutazione della prestazione energeticaa partire dai dati di ingresso relativi:

- al clima e all’uso standard dell’edificio;

- alle caratteristiche dell’edificio e degli impianti, così comerilevabili dal progetto energetico, previa verifica di rispondenza delcostruito al progetto. (per edifici nuovi o ristrutturazioniimportanti)

2. Procedura di calcolo da rilievo sull’edificio prevede lavalutazione della prestazione energetica a partire dai dati diingresso rilevati direttamente sull’edificio esistente, sulla base dirilievo (supportate anche da indagini strumentali) o ricavate peranalogia costruttiva con altri edifici e sistemi impiantistici coevi,integrate da banche dati o abachi nazionali, regionali o locali (pergli edifici esistenti non sottoposti a ristrutturazione importante)

Per quanto riguarda il calcolo dei parametri, degli indici di prestazione energetica e dei rendimenti, si procede secondo i seguenti metodi di calcolo:

a) Raccomandazione CTI 14/2013 “Prestazioni energetiche degli edifici - Determinazione dell’energia primaria e della prestazione energetica EP per la classificazione dell’edificio”, o normativa UNI equivalente e successive norme tecniche che ne conseguono;

b) UNI/TS 11300 – 1, 2, 3, 4

1. Metodo di calcolato di progetto

Per quanto riguarda il calcolo dei parametri, degli indici diprestazione energetica e dei rendimenti sono previsti i seguentilivelli di approfondimento.

a) Rilievo in sito (metodo analitico e per analogia costruttiva);

b) Metodo semplificato (applicabile esclusivamente agli edifici o alle unità immobiliari residenziali esistenti, con superficie utile inferiore o uguale a 200 mq)

2. Metodo di calcolato da rilievo sull’edificio

Prestazioni energetiche dell’involucro

L’involucro separa lo spazio interno all’edificio da quello esterno epuò essere visto come una specie di trasformatore su una facciadella quale agiscono un certo numero di fenomeni (il clima); sull’altrafaccia tali azioni si trasferiscono +/- modificate secondo la naturadella parete considerata e le condizioni imposte all’interno.

L’involucro edilizio, oltre che come “Elemento di Chiusura”, puòessere inteso, oggi più di ieri, come “Pelle”

dell’edificio, “Interfaccia dinamica” tra l’interno e l’esterno, “luogo”degli scambi (termici).

Esso, perciò, influisce notevolmente sul contenimento dei consumienergetici e, conseguentemente, sulla “sostenibilità” dell’edificio.

Un Involucro Edilizio Sostenibile può essere, tra le altre cose, unsistema capace di (auto)regolarsi al variare delle condizioniclimatiche esterne e di produrre o sfruttare energia pulita utilizzandoal meglio le risorse disponibili nel contesto di riferimento, nel rispettodell’ambiente.

L’involucro di un edificio dovrebbe quindi:

• ridurre il più possibile gli scambi di calore tra l’interno el’esterno;

• smorzare con la propria inerzia gli effetti più rapidamentevariabili del clima;

• assicurare con la propria “permeabilità” l’equilibrio igrometricotra l’interno e l’esterno;

• assicurare temperature della superficie interna accettabili ai finidel benessere.

Per giungere alla definizione analitica delle prestazioni energetiche diun edificio non si può considerare l’edificio nella sua interezza ma sidovranno prendere in esame gli elementi che vi contribuiscono comele coperture, le pareti perimetrali verticali e, per determinare leprestazioni, sarà necessario scendere di più nel dettaglio individuandole parti vetrate e le parti opache che le compongono.

Nel caso di costruzione di nuovi edifici o di ristrutturazione di edificiesistenti il DLGS 311 prescrive, oltre la verifica del fabbisogno dienergia primaria, anche la verifica della TRASMITTANZA TERMICA U[W/m²K] delle strutture opache e trasparenti, sia verticali cheinclinate.

L’efficienza energetica degli edifici dipende principalmente dalle relazioni esistenti tra:

• Ambiente esterno

• Ambiente interno strettamente connesso al comfort dell’utente

Tali relazioni sono regolate attraverso l’involucro edilizio.

I principali parametri climatici di cui bisogna tener conto sono:

• la temperatura esterna;

• l’intensità dell’irraggiamento solare.

Gli altri parametri climatici (piovosità, nuvolosità, venti, umidità)sono correlati con la temperatura esterna e/o con l’intensità diradiazione solare.

Il concetto di “zona climatica” li riassume tutti e bene.

I parametri ambientali che influenzano le condizioni di comfortsono:

• temperatura dell’aria;

• temperatura media radiante;

• umidità relativa;

• velocità dell’aria.

Una corretta progettazione dell’involucro permetterebbe unmaggiore isolamento delle abitazioni dalle temperature esterne econsentirebbe conseguentemente una riduzione dei consumienergetici.

Nel nostro paese, invece, la maggior parte degli edifici non sonoisolati o lo sono in modo del tutto insufficiente.

Una maggiore cura va quindi posta nella progettazione(isolamento) degli elementi che compongono l’edificio:

• pareti esterne o verso ambienti freddi, finestre;

• solai su spazi aperti o confinanti con il terreno o soprastantiambienti non riscaldati;

• coperture

• infissi esterni (verticali ed orizzontali)

Nello schema seguente (fonte A.N.I.T.) sono evidenziate le variecomponenti di un edificio che necessitano di un adeguatoisolamento termico.

Cenni di trasmissione del calore

Al fine di calcolare i requisiti di prestazione energetica deglielementi tecnici che compongono l’organismo edilizio bisognadefinire alcune caratteristiche prestazionali:

- Resistenza termica

- Trasmittanza termica

Ed effettuare qualche cenno ai sistemi di trasmissione delcalore

Si da il nome di calore a quel particolare fenomeno con cuil’energia si propaga attraverso un corpo o tra corpi diversiquando esistono differenze di temperatura.

Tre modi di propagarsi: Conduzione; Convezione; Irraggiamento.

Generalmente questi tre modi non esistono singolarmente, ma sitrovano combinati.

Conduzione: Il calore si propaga senza trasporto di materia;esso è dovuto alla propagazione di vibrazioni nella materia e almoto degli elettroni liberi.

Postulato di Fourier per il caso monodimenionale:dx

dA

dt

dQq

La quantità di calore trasmessa attraverso una parete piana omogeneaed isotropa di spessore s, avente le temperature delle due facce pari a1 e 2 con 1 > 2 e costanti nel tempo, è data dalla seguenteespressione:

1 2Q A t Js

dove A è la superficie della parete considerata, t è l’intervallo di tempo

di osservazione e è un coefficiente di proporzionalità, denominato

coefficiente di conducibilità termica, che dipende dal materiale di cui è

costituita la parete.

Il flusso termico specifico è dato dalla seguente espressione:

21 2 /q W ms

Si definisce resistenza termica la grandezza:

A

sRT

In analogia con quanto avviene con le resistenze elettriche, nel caso dielementi tecnici multistrato le resistenze Ri di ciascuno strato sisommano;

Il flusso termico sarà pertanto pari a :

Asss

RRRR

q

n

nn

in

........

2

2

1

1

21

1

21

21

21

Sulle superfici (interne ed esterne) degli elementi tecnici si hatrasmissione di calore contemporaneamente per convezione edirraggiamento.

Per questi fenomeni possiamo scrivere la legge di Newton:

e volendo passare al flusso termico specifico, possiamo scrivere:

1 2Q h A t J

Il coefficiente h è denominato coefficiente liminare di adduzione

(dipende dalla velocità e temperatura dell’aria, dalla temperatura della

superficie, e dalla temperatura media radiante. Pertanto il calcolo di h

risulta molto complesso), e generalmente, con molta approssimazione

viene considerato costante per rendere più semplice il calcolo.

21 2 /q h W m

Gli elementi tecnici dell’involucro possiamo così considerare:

una parete opaca, di un certo spessore s e le altre due dimensioniindefinite, all’interno della quale prevale la sola trasmissione di caloreper conduzione, mentre sulle superfici esterne prevale la trasmissionedel calore per convezione ed irraggiamento.

Mettendoci in una condizione di stazionarietà, e supponendo di nonavere sorgenti o pozzi interni di calore, possiamo considerare che ilflusso di calore va dall’aria a temperatura più elevata, supponiamoquella interna, a quella a temperatura più bassa, supponiamo quellaesterna.

Tale flusso incontrerà nella successione, considerando una paretemultistrato, i seguenti fenomeni di trasmissione di calore:

trasmissione per adduzione, dove il coefficiente di adduzione è postopari a hi e la differenza di temperatura è tra la temperatura dell’ariainterna e quella della superficie interna della parete;

trasmissione di calore per conduzione, dovesi avrà un coefficiente di conduzione e ladifferenza di temperatura è tra latemperatura della superficie interna dellaparete e la temperatura della primasuperficie di separazione;

…..

trasmissione per adduzione, dove ilcoefficiente di adduzione è posto pari a hee la differenza di temperatura è tra latemperatura della superficie esterna dellaparete e quella dell’aria esterna.

Così facendo possiamo scrivere la seguente espressione sintetica:

dove U è la trasmittanza termica , inversa della resistenza termica, RT:

2/1 1

i ei e

j

i j ej

q K W ms

h h

U

21 1

1 1j T

i j ej

C mK

s R W

h h

U

L’isolamento termico è quella prestazione del materiale checonsente di diminuire la differenza di temperatura che si trovafra la superficie interna e quella esterna.

Il controllo dell’isolamento termico è dato dalla proprietà diresistenza termica.

Per esempio in una parete la resistenza termica è direttamenteproporzionale allo spessore di materiale utilizzato e nel caso dipiù strati dal tipo materiale utilizzato nei vari strati.

La resistenza termica è definita dalla formula:

R= s/λ

Dove s è lo spessore della parete (espresso in mq) e λ è laconduttività del materiale prescelto.

Nella progettazione di una parete esterna occorre verificare lapropensione del materiale (o della combinazione di più strati dimateriali diversi all’interno di un pacchetto di paretemultistrato) a trasmettere calore.

Tale propensione prende il nome di trasmittanza termica pariall’inverso della resistenza termica.

La trasmittanza termica U è il flusso di calore medio chepassa, per metro quadrato di superficie, attraverso unastruttura che delimita due ambienti a temperatura diversa(per esempio un ambiente riscaldato dall'esterno, o da unambiente non riscaldato).

Essa è quindi l’inverso della resistenza termica:

U= 1/R

Espressa in W/mq K

Essendo l'obiettivo del risparmio energetico quello di minimizzarela dispersione di calore, è necessario che gli elementi costituentil'involucro edilizio abbiano un basso valore di trasmittanzatermica, così da ridurre la quantità di calore disperso.

I materiali da costruzione hanno caratteristiche di trasmittanzatermica molto differenti, pertanto le prestazioni di isolamentotermico di un elemento tecnico dipendono fortemente daimateriali scelti, oltre che dallo spessore e dal loroposizionamento rispetto alla superficie esterna.

RT= Σ(s/λ)=

=0,13+0,2/0,29+0,25/0,29+0,02/0,9+0,04=

=0,13+0,069+0,86+0,0222+0,04=

=1,1212 mqK/W

U=1/RT=1/1,1212= 0,8919 W/mqK

Nelle figure che seguono sono riportati due esempi, cheevidenziano le modalità di posa dell’isolamento in intercapedinee sulla superficie della parete (interna o con “cappotto”esterno):

Capacità termica di una chiusura esterna al variare della posizione dello strato isolante:

1) Chiusura senza isolamento

2) Chiusura con strato isolante disposto sulla faccia esterna

3) Chiusura con strato isolante intermedio

4) Chiusura con strato isolante disposto sulla faccia interna

Ai fini del calcolo della trasmissione del calore, è vero che il fatto che l’isolamento sia dentro o fuori non cambia niente.

Ma, se la casa è in mattoni, pietra o cemento non troppo sottile, per scaldare una casa con l’isolamento all’esterno occorre scaldare anche i muri, cosa che richiede un certo tempo per via della massa termica degli stessi. Se arrivate in una casa fredda che è isolata all’esterno, passa un certo tempo da quando accendete il riscaldamento a quando la temperatura raggiunge il livello voluto.

La casa isolata all’interno si riscalda molto più rapidamente però è molto più sensibile a spifferi e correnti d’aria e bisogna stare attenti a gestirsi la ventilazione in modo ottimale per evitare di perdere i vantaggi dell’isolamento ma anche per evitare problemi di inquinamento interno.

Se si guarda solo il riscaldamento invernale, la casa a bassa inerzia termica, ovvero con l’isolamento all’interno ha dei vantaggi sulla soluzione opposta.

Il principale è che permette di usare il riscaldamento soltanto quando ce n’è veramente bisogno.

Ma bisogna anche notare che la casa che ha una buona inerzia termica può aver meno bisogno di energia per il riscaldamento in quanto “smorza” le variazioni termiche dell’ambiente esterno.

Le cose cambiano radicalmente quando si parla dell’estate.

E’ vero che l’isolamento termico protegge sia dal caldo che dal freddo ma, nella pratica, siccome la casa deve comunque essere ventilata, se l’isolamento è interno, la temperatura dell’aria interna raggiunge rapidamente quello dell’aria esterna. In altre parole, è possibile gestirsi una casa del genere in estate solamente se c’è un impianto di aria condizionata.

Per il caldo estivo, l’isolamento esterno combinato con una certa massa termica di una casa in mattoni o in pietra ha dei notevoli vantaggi nel senso che protegge i muri dal riscaldamento solare e li lascia agire da “volano termico” riducendo le escursioni di temperatura fra notte e giorno. Al limite, se i muri sono molto spessi, si potrebbe fare a meno del tutto dell’aria condizionata, come si poteva fare negli edifici antichi a mura molto spesse.

La scelta dell’isolamento termico esterno o interno dipende dalla situazione climatica e pratica di dove uno vive.

Nel sud-centro Italia il problema del caldo estivo è prevalente rispetto a quello del freddo invernale, specialmente tenendo conto del riscaldamento globale in atto. In questo caso, l’isolamento esterno è preferibile e sarebbe bene costruire case con muri spessi, ma questo non si fa più per risparmiare.

Al Nord o in montagna, è forse preferibile la soluzione opposta, ovvero isolamento interno.

Per finestre e porte-finestre, la trasmittanza termica del serramentorappresenta la media pesata tra la trasmittanza termica del telaioUf e di quella della vetrata Ug, più un contributo aggiuntivo, latrasmittanza termica lineare Ψg, dovuto all'interazione fra i duecomponenti e alla presenza del distanziatore, applicato lungo ilperimetro visibile della vetrata.

Telai metallici interi/non isolati: Uf =7,0 W/m2K Telai in legno/PVC: Uf =2,0 W/m2KTelai alluminio a taglio termico Uf compreso tra 2,2 e 3,8 W/m2K[fonte: UNI EN ISO 10077-1/Appendice F]

Per i vetriVetro singolo: Ug =5,8 W/m2K [fonte: Manuale Tecnico Saint Gobain Vetro Italia]Vetrocamera 4-12-4: 2,8 W/m2K[fonte: UNI EN ISO 10077-1/Appendice F]

Quindi si può desumere che, in via del tutto generale, una stimaattendibile di due tipologie di infissi esistenti, potrebbe essere:- per un infisso con telaio metallico intero e vetro singoloUw = 6,0 W/m2K- per un infisso con telaio in legno e vetro singolo Uw = 5,0W/m2K

Per i serramenti con avvolgibili è bene coibentare il cassonettoche nasconde l’avvolgitore, se è del tipo incassato nella parete,perché rappresenta un punto debole dell’isolamento termicodell’edificio.

L'isolamento delle coperture è essenziale per ridurre la dispersionetermica. Inoltre offre notevoli vantaggi durante il periodo estivo;per effetto delle radiazioni solari infatti la temperatura superficialedel manto di copertura (tegole o altro) può risultare superiore allatemperatura dell'aria esterna anche di 10 - 30 °C in funzione dellatipologia del materiale. L’elevato salto termico tra l'interno el'esterno fa ulteriormente aumentare la temperatura internadell'edificio a causa della trasmissione di calore che può avvenireattraverso il tetto senza isolamento termico.In particolare le dispersioni attraverso un tetto non isolato possonorappresentare più del 25% delle dispersioni totali di unedificio.

Si ha un ponte termico dove il comportamento termico di una partedell'edificio è considerevolmente differente rispetto a quello di particircostanti, il che porta ad un incremento delle perdite di calore epuò provocare la diminuzione di temperatura della superficie internadell'edificio tale da causare rischi di condensazione superficiale.

La tecnica fotografica agli infrarossirappresentata nella figura permette di rilevarela presenza di ponti termici.Le zone colorate di giallo, rosso e verde hannouna temperatura di molto inferiore a quelladelle zone circostanti di colore azzurro: questadifferenza di temperatura determina laformazione di condensa.

I ponti termici sono normalmente presenti in corrispondenza ditravi, pilastri, davanzali, balconi ed in genere in presenza diaccoppiamenti tra materiali di tipo diverso.Cause principali di un ponte termico:· presenza di materiali diversi nella sezione dell'edificio (es.muratura di tamponamento in mattoni con struttura in cementoarmato).· discontinuità geometrica nella forma della struttura (es. angoli).· interruzioni dello strato di isolamento termico (es. pilastri, travimarcapiano, serramenti, ecc.).I ponti termici possono rappresentare fino al 30% del calore totaledisperso.

Di seguito sono riportati alcuni valori di conduttività dei materiali da costruzione più comuni (W/mq °C):Rame 400Alluminio 200-214Acciaio 45-57Pietra 1-3Calcestruzzo 1,5-1,7Vetro 0,7-1,1Laterizio 0,6-1,45Laterizio forato 0,25-0,5Legno 0,12-0,22Polistirene espanso 0,034Fibra di vetro 0,03-0,04

Anche l’aria quando non è in movimento è dotata di una bassaconduttività termica infatti viene frequentemente adottatacome isolante termico all’interno delle pareti e ancora oggi è ilmetodo più economico per produrre vetri a bassa conduttivitàtermica attraverso la tecnica del vetro-camera.

UNI/TS 11300-1 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione del

fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva ed invernale.


fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la

produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione.


fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva.

UNI/TS 11300-4 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 4: Utilizzo di energie

rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la

produzione di acqua calda sanitaria.

Raccomandazione CTI 14 Prestazioni energetiche degli edifici – Determinazione della

prestazione energetica per la classificazione dell’edificio.

UNI EN ISO 6946 Componenti ed elementi per edilizia – Resistenza termica e

trasmittanza termica – Metodo di calcolo.

UNI 10339 Impianti aeraulici ai fini del benessere. Generalità classificazione e requisiti.

Regole per la richiesta di offerta.

UNI 10349 Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Dati climatici.

UNI/TR 11328-1 Energia solare - Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia - Parte

1: Valutazione dell'energia raggiante ricevuta.

UNI EN 13789 Prestazione termica degli edifici – Coefficiente di perdita di calore per

trasmissione – Metodo di calcolo.

UNI EN ISO 13786 Prestazione termica dei componenti per edilizia – Caratteristiche

termiche dinamiche – Metodi di calcolo.

UNI EN ISO 13790 Prestazione termica degli edifici - Calcolo del fabbisogno di energia

per il riscaldamento e il raffrescamento.

UNI EN ISO 10077-1 Prestazione termica di finestre, porte e chiusure – Calcolo della

trasmittanza termica – Metodo semplificato.

UNI EN ISO 12631 Prestazione termica delle facciate continue – Calcolo della

trasmittanza termica.

UNI EN ISO 13370 Prestazione termica degli edifici – Trasferimento di calore attraverso

il terreno – Metodi di calcolo.

UNI EN 12831 Impianti di riscaldamento negli edifici – Metodo di calcolo del carico

termico di progetto.

UNI EN 15193 Prestazione energetica degli edifici – Requisiti energetici per

illuminazione.

UNI EN ISO 10211 Ponti termici in edilizia – Flussi termici e temperature superficiali –

Calcoli dettagliati.

UNI EN ISO 14683 Ponti termici nelle costruzioni edili – Trasmittanza termica lineare –

Metodi semplificati e valori di progetto.

UNI EN ISO 13788 Prestazione igrometrica dei componenti e degli elementi per

l’edilizia. Temperatura superficiale interna per evitare l’umidità superficiale critica e

condensa interstiziale – Metodo di calcolo.

UNI EN 13363-1 Dispositivi di protezione solare in combinazione con vetrate – Calcolo

della trasmittanza totale e luminosa - Parte 1: Metodo semplificato.

UNI EN 13363-2 Dispositivi di protezione solare in combinazione con vetrate – Calcolo

della trasmittanza totale e luminosa – Parte 2: Metodo di calcolo dettagliato.

UNI 10351 Materiali da costruzione – Conduttività termica e permeabilità al vapore.

UNI EN ISO 10456 Materiali e prodotti per edilizia - Proprietà igrometriche - Valori tabulati di

progetto e procedimenti per la determinazione dei valori termici dichiarati e di progetto.

UNI 10355 Murature e solai – Valori di resistenza termica e metodo di calcolo.

UNI EN 1745 Muratura e prodotti per muratura – Metodi per determinare i valori termici di

progetto.

UNI/TR 11552 Abaco delle strutture costituenti l’involucro opaco degli edifici. Parametri

termofisici.

UNI EN 410 Vetro per edilizia – Determinazione delle caratteristiche luminose e solari delle

vetrate.

UNI EN 673 Vetro per edilizia –

Laboratorio di Costruzione dell’architettura · Anni di emanazione di altre Direttive europee:...

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