Schermature Solari

7/23/2019 Schermature Solari

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Schermature solari per edifici a bassoconsumo energetico

FEBBRAIO 2012Edizione 1 Come persiane e avvolgibili riducono il fabbisogno energetico degli edifici e comene migliorano il comfort termico e visivo



c!ermature solari per edifici a basso consumo energetico

"agina 1

MEMBRI DEL COMITATO TECICO ES!SO

"residente# $erv% &A'( )*F"A+

Ralf BA,R )I-R+ Ric!ard BE,$ORR( )*F"A+ .avid B,$ )BBA+ /ean"aul C&E'E*- )*F"A+ Alberto .A*IE&I )AI-E+ (von .EBIE )*F"A+ onzague .,-OO )*F"A+ "ascal *OR.E )*F"A+ abriele -R3C$ER )I-R+

Cop4rig!t 5 EO6 2012

&e ric!ieste delle autorizzazioni per copiare parte di 7uesto manuale devono essere indirizzate a#EO vz8

*aessenslaan 9B1:;0 'eise6 BelgioEmail# info<esso=com




"agina 2

Cover page credits# omf46 >arema6 'ermet6 Ferrari




"agina ?

"REMESSA

Argomento di 7uesto opuscolo @ la sc!ermatura solare6 la sua influenza sul bilancio e sul consumoenergetico di un edificio= iacc!% gli edifici sono responsabili del 0 circa del consumo primariocomplessivo di energia in Europa6 @ cresciuta la pressione per aumentare la loro efficienza energetica= Ilrisparmio potenziale @ enorme# oggi non @ raro trovare edifici c!e consumano pi di 2D0 >!mG a6 mentrenegli edifici moderni la tecnologia di ultima generazione mostra dati ben sotto i 100 >!mG a= 'olti paesistanno lavorando sulla normativa c!e limiterH lutilizzo massimo di energia a D0 >!mG a entro il 201D opoco oltre= Allo stesso tempo6 la tecnologia della casa "assiva e Attiva sta guadagnando 7uote di mercato eil "arlamento Europeo !a affermato c!e vorrebbe tutti i nuovi edifici a energia prossima allo zero6 dal 2019in poi=

Con Jsc!ermatura solareK indic!iamo tutte le tecnic!e volte a limitare lLingresso di uneccessiva 7uantitH dienergia solareM esse spaziano dagli alberi da ombra alle tende da sole fisse6 fino alle tende e alle persianecompletamente automatizzate= &e condizioni climatic!e esterne luce e calore cambiano costantementedurante la giornata= Ecco perc!%6 in 7uesto opuscolo6 viene sottolineata limportanza dei sistemiautomatizzati di sc!ermatura solare )tapparelle6 tende da sole6 persiane6 ecc=+ per poter ottenere un effettoottimale=

Il controllo dellLingresso del calore solare e della luce avrH una notevole efficacia sul fabbisogno energeticodi un edificio6 come dimostreremo= -uttavia6 la sc!ermatura solare costituisce solamente uno deglielementi dellLinvolucro dellLedificio6 insieme a vetri6 infissi6 pareti6 tetti e pavimenti= "er ottenere unaprotezione solare automatizzata in grado di ridurre il consumo energetico6 la scelta del sistema miglioredeve avvenire nella fase iniziale di progettazione del processo di costruzione= 'olti sono i fattori da

prendere in considerazione6 dal clima esterno allLambiente circostante6 lLorientamento dellLedificio cosNcome il profilo dellLutente e molti altri ancora= &a fisica delle costruzioni mostrerH come agisce ciascuno ditali fattori= Il soft8are per la simulazione degli edifici pu 7uantificare 7uesti effetti= .al momento c!e gliarc!itetti si muoveranno verso edifici a Lenergia 7uasi uguale a zero6 il maggior numero di strati diisolamento termico pu facilmente provocare il surriscaldamento in condizioni estive= ,na sc!ermaturadinamica diventerH 7uindi un elemento essenziale nel concetto delledificio=

li impianti di sc!ermatura solare vanno installati da professionisti# lLesperienza mostra come6 in fase diinstallazione6 si debbano evitare errori al fine di garantire i risultati attesi= A volte6 i sistemi disc!ermatura esterna vengono considerati come i mattoni e il calcestruzzo del rivestimento dellLedificio# nonsi presta loro particolare attenzione= 'a i sistemi con parti in movimento necessitano di assistenza=

Puesti e altri aspetti verranno tratti in 7uesto opuscolo= Il nostro augurio @ c!e lo troviate interessante=

"eter >inters

"residente

EO6 t!e European olar!ading Organization

888=esso=com




"agina




"agina D

IDICE

I# ITROD$%IOE

II# "RICI"I BASILARI

II=1= .ifferenti tipi di radiazioni

II=2= Radiazioni solari

II=?= Influenza della posizione del sole

II== Raggi infrarossi a onda lunga

II=D= Influenza delle radiazioni sui materiali

III# CARATTERISTIC&E TERMIC&E E 'ISI'E DI TEDE E "ERSIAE

III=1= -rasmittanza termica )valore ,+

III=2= -rasmittanza totale dellenergia solare gtot )fattore solare+

III=2=1= enerale

III=2=2= 'etodo di calcolo semplificato# E* 1??;?1

III=2=?= 'etodo di calcolo dettagliato# E* 1??;?2

III=?= -rasmittanza τv della luce

III=?=1= enerale

III=?=2= 'etodo di calcolo semplificato# E* 1??;?1III=?=?= 'etodo di calcolo dettagliato# E* 1??;?2

III== Confronto tra il calcolo semplificato e 7uello dettagliato

I'# COME TEDE E "ERSIAE RID$COO IL (ABBISO)O EER)ETICO DI $ EDI(ICIO

IQ=1= &o strumento J-etinergieSK

IQ=1=1= Cos@ il -etinergieST

IQ=1=2= Influenza della posizione

IQ=1=?= influenza dellorientamento

IQ=2= uida EO e RE$QA

IQ=2=1= toccolma

IQ=2=2= 'adrid

'# COME TEDE E "ERSIAE MI)LIORAO IL COM(ORT 'ISI'O E TERMICO DI $ EDI(ICIO

Q=1= Influenza delle persiane sul comfort estivo

Q=2= Influenza delle sc!ermature solari sul comfort visivo




"agina ;

I# ITROD$%IOE

&a sc!ermatura solare rappresenta un elemento c!iave per il miglioramento dellefficienza energetica edella gestione della luce diurna degli edifici giH esistenti e per lottimizzazione dei progetti a basso consumo

energetico di 7uelli nuovi= Puesta tecnologia @ ancora sottoutilizzata6 nonostante fornisca un forteimpatto sulla riduzione del consumo energetico dellLambiente costruito6 migliorando al contempo ilcomfort termico e visivo degli occupanti=

Infatti6 i dispositivi per la protezione solare consentono di regolare le proprietH delle finestre e dellefacciate in base alle condizioni climatic!e e alla necessitH degli occupanti= ,na corretta gestione di talisistemi pu 7uindi massimizzare i guadagni termici solari in inverno riducendo 7uindi i caric!i termici eminimizzali in estate riducendo 7uindi i caric!i di raffreddamento6 fornendo contemporaneamente unbuon comfort visivo agli occupanti=

"er effettuare la giusta scelta in termini di prodotti e gestione della facciata6 7uando si progetta un nuovo

edificio o ci si appresta a operare su uno giH esistente6 @ necessario prendere in considerazione lecaratteristic!e dei dispositivi di sc!ermatura solare= -ali prodotti6 infatti6 influiscono sul livello di isolamentodella facciata6 sulla sua trasmittanza solare e su 7uella visiva= .i conseguenza6 @ necessario trovare il migliore7uilibrio tra tutte 7ueste caratteristic!e sulla base delle proprietH delledificio6 della sua ubicazione e delsuo orientamento=

Puesta guida tecnica !a lo scopo di fornire le conoscenze fondamentali per comprendere come venganovalutate le caratteristic!e delle sc!ermature solari e 7uali siano le proprietH fisic!e coinvolte nellatrasmissione delle radiazioni solari= i basa6 principalmente6 sui metodi di calcolo previsti dalle normativeeuropee=

Qengono inoltre presentati esempi di simulazioni effettuate in Europa c!e mostrano lLimpattodella sc!ermatura solare sui caric!i energetici degli edifici=

*onostante sia destinata allutilizzo principalmente da parte di produttori e installatori di sc!ermaturesolari6 7uesta guida sarH utile anc!e ai progettisti e agli ingegneri c!e si occupano di energia=




"agina U

II# "RICI"I BASILARI

Puesto capitolo mostra alcuni elementi di base dei diversi tipi di radiazioni da prendere in considerazionenella performance dei dispositivi di sc!ermatura solare e la posizione del sole= Qiene illustrato6 inoltre6come si comporta un materiale 7uando @ colpito da tali radiazioni=

II#*# Differenti tipi di radia+ioni

&e persone sono esposte a una grande varietH di radiazioni c!e possono essere naturali o artificiali= &eradiazioni !anno lung!ezze dLonda differenti )vedere Figura 1+=

(I)$RA * , CLASSI(ICA%IOE DELLE 'ARIE RADIA%IOI ELETTROMA)ETIC&E I BASE ALLA LORO L$)&E%%A

D-ODA

,n dispositivo per la protezione solare @ interessato da 7uesti due tipi di radiazione#

• &a radiazione solare con lung!ezza dLonda tra 2:0 nm e 2D00 nmM essa @ suddivisa in treparti# onda ,Q6 visibile e infrarosso corto= Puesta radiazione viene emessa dal sole )vedere II=2+=

• &infrarosso lungo6 con lung!ezza dLonda compresa tra 2D00 nm e 10000 nm6 dovuto al livello ditemperatura di un materiale )ad esempio un calorifero o 7ualsiasi superficie calda+= Puestaradiazione appartiene agli infrarossi c!e rientrano nellintervallo non visibile )vedere II=+=

II#.# Radia+ioni solari

Il sole produce una 7uantitH enorme di energia );; milioni di >mG+6 c!e viene trasmessa alla terra perirraggiamento= olo una piccola parte di tale energia raggiunge lLatmosfera )circa 1?00 >mG+=Approssimativamente il 1D di 7uesta radiazione viene assorbito dallLatmosfera ed emanato in tutte ledirezioni sotto forma di radiazione diffusa= Circa il ; viene riflesso nello spazio= &a parte restante )U9+viene inviata direttamente al suolo attraverso latmosfera=

.i conseguenza6 lLenergia della radiazione solare c!e colpisce il suolo @ ben inferiore a 7uella al limitedellLatmosfera= i ritiene6 generalmente6 c!e lLenergia c!e raggiunge il suolo in condizioni di cielo blulimpido sia di circa 1000 >mG=

Puindi6 prendendo in considerazione un dispositivo di sc!ermatura solare6 @ necessario suddividere la

radiazione incidente globale in tre parti )vedere Figura 2+=




"agina :

• &a radiazione diretta6 c!e @ la radiazione solaren% assorbita n% riflessa dallatmosfera6

• &a radiazione diffusa6 c!e @ la parte diradiazione solare assorbita dallatmosfera edemessa in tutte le direzioni

•

&a radiazione riflessa6 c!e corrisponde allariflessione della radiazione diretta e diffusa sulterreno=

(I)$RA . , "ARTI ICIDETI DELLA RADIA%IOE SOLARE

Puesta radiazione @ raggruppata in tre sezioni principali c!e formano lo pettro olare#

• Raggi ultravioletti ),Q+# da 2D0 nm a ?:0 nmM 7uestiraggi sono invisibili allLocc!io umano e potrebberorisultare pericolosi in caso di

sovraesposizione= Invecc!iano i materiali edanneggiano superfici e colori=

• Raggi visibili# da ?:0 nm )violetti+ a U:0 nm )rosso+67uesti raggi sono rilevati dalla retina umana econsentono la vista di forme6 rilievi e colori=

• Raggi infrarossi a onda corta )IR+# da U:0 nm a 2D00nm6 7uesti raggi sono invisibili6 ma sono percepitisottoforma di calore=

(I)$RA / , IRRADIA%A S"ETTRALE A LI'ELLO DEL MARE "ER LO S"ETTRO SOLARE

&a JpotenzaK di una radiazione @ rappresentata dalla sua irradianza )in >mG+M per una data lung!ezzadonda @ definito irradianza spettrale )in >mG=nm+= *ella Figura ? viene mostrata la distribuzionedellirradianza spettrale dello spettro solare a livello del mare=

II#/# Influen+a della posi+ione del sole

&irraggiamento solare dipende6 inoltre6 dalla posizione del solenel cielo )altitudine e azimut!+= -ale posizione varia nellanno edurante il giorno )vedere Figura +M e dipende anc!e dallalatitudine=

&a Figura D mostra lirraggiamento su una superficie verticale inestate )21 giugno+ e in inverno )21 dicembre+= .al momento c!e7uesti grafici sono stati calcolati con un cielo senza nuvole esenza prendere in alcun modo in considerazione gli edificicircostanti6 il livello indicato pu essere considerato comelirradiazione massima c!e una superficie verticale possaricevere=

(I)$RA 0 , "OSI%IOE DEL SOLE EL CIELO




"agina 9

Pueste cifre si riferiscono a una latitudine di D0V *= Ad altre latitudini6 tali cifre saranno diverse= -uttavia6 inEuropa6 lo sc!ema generale @ lo stesso=

(I)$RA 1 , IRRADIAMETO "ER $A S$"ER(ICIE 'ERTICALE ORD2 EST2 O'EST E S$D A 134 DI LATIT$DIE

5(OTE6)$IDA ES!SO 7 RE&'A8

i pu notare c!e#

•

&e facciate esposte a nord ricevono il livello minore dirraggiamento solare= In estate solamente unapiccola 7uantitH di radiazioni solari colpisce la superficie verticale al mattino presto e a sera tardi=

• &e facciate orientate verso est e ovest mostrano uno sc!ema simmetrico# la superficie a est riceverH lamaggior parte delle radiazioni prima di mezzogiorno6 mentre 7uella a ovest la riceverH nelpomeriggio= i pu vedere come lLirradiazione sia massima 7uando @ costituita dalla parte dellaradiazione diretta= .opo mezzogiorno per la facciata a est6 e prima di mezzogiorno per 7uella a ovest6 laradiazione @ composta principalmente dalla parte diffusa proveniente dal cielo= Puesto @ il motivo percui @ minore=

• &e facciate esposte a sud ricevono lirraggiamento solare 7uasi per tutto il giorno= Ecco perc!% @fondamentale massimizzare le superfici vetrate da 7uesto lato6 al fine di ottimizzare il guadagno solarec!e potrebbe entrare nelledificio in inverno e proteggere le facciate in estate6 per evitare il

surriscaldamento= A causa della bassa 7uota del sole6 @ possibile osservare come lirraggiamento siamaggiore in inverno c!e in estate= In 7uesto caso @ importante garantire agli utenti delledificio anc!ela protezione dai raggi solari=

II#0# Raggi infrarossi a onda lunga

-utti i materiali emettono continuamente radiazioni sotto forma di energia6 in tutte le direzioni= 'entre lospettro solare comprende radiazioni a lung!ezza dLonda breve emesse a varie temperature6 la radiazionetermica @ composta principalmente da raggi infrarossi a onda lunga emessi a basse temperature=

In pratica6 7uesto significa c!e un materiale irradiato dalla radiazione solare si riscalda ed emette

radiazioni a onda lunga nella zona circostante= -ali radiazioni poi riscaldano i materiali nelle vicinanze6 c!eancora una volta emettono radiazioni6 e cosN via=




"agina 10

,n calorifero costituisce un perfetto esempio di materiale c!e emette radiazioni infrarosse a ondalunga= Pualsiasi materiale riscaldato dalla radiazione solare si comporta come una specie di calorifero=

&a capacitH di un materiale di emettere 7uesto tipo di radiazione @ data dalla sua emissivitH )vedereII=D+= Puando un materiale non !a aperture risulta opaco agli infrarossi a onda lunga= "ertanto6 i muri e le

vetrate non consentono la trasmissione di 7uesto tipo di radiazione6 7uindi il calore viene mantenutonella stanzaM 7uesto @ noto comeWeffetto serraW=

II#1# Influen+a delle radia+ioni sui materiali

Puando irradia una superficie )per esempio# vetro6 tessuto o listelli+6 la radiazione incidente si divide in treparti )vedere Figura ;+#

• ,na parte c!e viene trasmessa attraverso il

materialeM caratterizzata dalla trasmittanza τ6 ilrapporto tra flusso trasmesso e flusso incidente=

•

,na parte c!e viene riflessa dal materialeMcaratterizzata dalla riflettenza X6 il rapporto traflusso riflesso e flusso incidente=

• ,na parte c!e viene assorbita dal materiale6 c!e @

caratterizzata dallassorbanza α

CosN c!e τ Y X Y α Z 100

(I)$RA 9 , COM"ORTAMETO DI $A RADIA%IOE A COTATTO CO $ MATERIALE

"er una data radiazione incidente E6 la radiazione trasmessa @ uguale a τ E6 la radiazione assorbita adα E e 7uella riflessa a X E=

-rasmittanza6 riflettenza e assorbanza costituiscono le caratteristic!e specific!e dei materiali= Con untessuto6 per esempio6 tali valori dipenderanno principalmente dal tipo di materiale6 dallapertura deltessuto e dal colore=

.ipende6 inoltre6 dalla lung!ezza donda della radiazione solare= [ possibile misurare tali proprietH per lalung!ezza donda specifica )per esempio per 2D06 2;06 2U06 ecc=+= Puesti valori vengono c!iamati JdatispettraliK=

-uttavia6 essi sono spesso definiti per#

• &o spettro solare completo6 cio@ da 2D0 nm a 2D00 nm )vedere Figura ?+= -ali proprietH sono

identificate dal pedice WeW )per WenergeticoW o WsolareW+# τe6 Xe e αe

• &a parte visibile dello spettro6 cio@ da ?:0 nm a U:0 nm= In 7uesto caso6 tali caratteristic!e vengonoutilizzate per calcolare le proprietH visive del prodotto )in particolare la trasmittanza della luce+ e

sono identificati dal pedice WvW )per WvisibileW+# τv6 Xv e αv6

• &a radiazione a raggi infrarossi a onda lunga6 cio@ da 2D00 nm a 10000 nm= Puesti valorisono necessari per il calcolo dettagliato di alcune delle caratteristic!e termic!e dei prodotti=

Essi sono identificati dal pedice WIRW# τir6 Xir e dallemissivitH ε )in 7uesto caso lLemissivitH @

uguale a αir+=In 7uesto caso vengono c!iamati Jdati integratiK=




"agina 11

*O-A In tutti i casi6 la relazione tra trasmittanza6 assorbanza e riflettenza @ disciplinata dalle seguentiformule generic!e#

• 1 Z τe Y Xe Y αe per lo spettro solare completo

• 1 Z τv Y Xv Y αv per la parte visibile dello spettro solare

• 1 Z τIR Y XIR Y ε per le radiazioni a raggi infrarossi a onda lunga

In pratica6 per caratterizzare il materiale sono necessari due soli valori )ad es= τe e Xe oppure τIR e ε+=

Qa inoltre notato c!e una radiazione viene trasmessa

in due modi= &a trasmittanza τ comprende#

-rasmittanza diretta6 dic!iarata come τnn6 percui la radiazione non @ influenzata dalmateriale6e

-rasmittanza diffusa6 indicata con τndif 6 c!ecorrisponde alla diffusione della radiazione inogni direzioni da parte del materiale )vedereFigura U+=

(I)$RA : , TRASMITTA%A 'ISI'A DIRETTA E DI(($SA

&a somma della parte di trasmittanza diretta e di 7uella diffusa @ uguale al valore totale# ad es= τv6nn Y τv,ndif Z

τv=

Infine6 riflettenza e assorbanza possono dipendere anc!e dai lati del prodotto6 ad esempio in caso dirivestimento o differenza di colore= "ossono 7uindi essere necessari due valori# X e XL6 corrispondenti6 adesempio6 alle due facce di un tessuto=

&a Figura : illustra le caratteristic!e del materiale di persiane o tende )tessuto6 stecc!e o asticelle+necessarie per un calcolo dettagliato delle proprietH termic!e e visive del prodotto= Pueste cifre nontengono in considerazione le caratteristic!e del vetro6 anc!esse necessarie= Puesta parte viene trattata indettaglio nei capitoli III=2 e III=?=

(I)$RA ; , ILL$STRA%IOE DELLE CARATTERISTIC&E DEL MATERIALE




"agina 12

Pueste caratteristic!e vengono misurate secondo la *orma Europea E* 1D00 WTende e persiane - Comfort

termico e visivo - Metodi per i test e i calcoli W=

III# CARATTERISTIC&E TERMIC&E E 'ISI'E DI TEDE E "ERSIAE

Il capitolo precedente !a presentato le proprietH della radiazione solare e il modo in cui 7uesta viene

modificata dal materiale delle persiane o delle tende= In 7uestocapitolo verrH identificato come vengono stabilitele caratteristic!e visive e termic!e dei prodotti di sc!ermaturasolare=

III#*# Trasmittan+a termica 5<alore $8

Il valore , )indicato con ,8+ rappresenta le perdite termic!e c!epassano attraverso una finestra= "er una singola finestra )con unatenda o una persiana in posizione retratta+6 7uesto coefficientedipende dal valore , del vetro ),g+ e del telaio ),f +6 e dal

collegamento tra vetro e telaio )\g+=

Qiene calcolato secondo la norma europea E* IO 100UU1secondo la seguente formala#

'inore @ il valore di ,86 migliore sarH lisolamento della finestra= ,n valore , viene dato in >mG=]=

(I)$RA = , ILL$STRA%IOE DEL 'ALORE $>

,n dispositivo di sc!ermatura solare esteso davanti a una finestra introduce uno spazio aereo ulteriore

caratterizzato da unaltra resistenza termica indicata con ∆R )in m2=]>+= Il valore ∆R viene calcolatosecondo la norma europea E* 1?12D e dipende principalmente dalla permeabilitH allLaria deldispositivo e dalla resistenza termica della tenda )indicata con Rs!+=

econdo la norma E* 1?12D6 la permeabilitH allaria di una persiana o di una tenda va calcolata tenendo inconsiderazione gli interstizi periferici della tenda )vedere Figura 10+=

(I)$RA *3 , CALCOLO DELL-ETOT SECODO L-E */*.1

"er le tende esterne e interne6 la norma E* 1?12D prende in considerazione anc!e le aperture c!e possonoessere presenti nella sc!ermatura )il fattore di apertura di un tessuto6 per esempio+= Il criterio dipermeabilitH allLaria viene 7uindi espresso dalla seguente formula#




"agina 1?

"e Z etot Y 10p

dove etot viene calcolato secondo la Figura 10 e p costituisce il rapporto tra area totale dellapertura e areatotale della tenda=

&e seguenti tabelle forniscono le formule fissate dalla norma E* 1?12D per il calcolo del valore ∆R dipersiane6 tende esterne e interne6 e tende a mezzovetro=

TABELLA * , CALCOLO DI ∆∆∆∆R DELLE "ERSIAE

"ermeabilitH allaria molto elevata )etot ^ ?D mm+ ∆R Z 060: mG=]>

"ermeabilitH allLaria elevata )1D mm _ etot ` ?D mm+ ∆R Z 062D=Rs! Y 0609

"ermeabilitH allLaria media ): mm _ etot ` 1D mm+ ∆R Z 06DD=Rs! Y 0611

"ermeabilitH allLaria bassa )etot ` : mm+ ∆R Z 06:=Rs! Y 061

"ermeabilitH allLaria molto bassa )etot ` ? mm ed e1Y e?Z0 oppure e2Y e?Z0 + ∆R Z 069D=Rs! Y 061U

TABELLA . ! CALCOLO DI ∆R DELLE TEDE ESTERE

"ermeabilitH allaria elevata e molto elevata )"e ?D mm+ ∆R Z 060: mG=]>

"ermeabilitH allLaria media ): mm ` "e _ ?D mm+ ∆R Z 0611 mG=]>

"ermeabilitH allLaria bassa )"e _ : mm+ ∆R Z 061 mG=]>

TABELLA / ! CALCOLO DI ∆R DELLE TEDE ITERE E A ME%%O!'ETRO

"ermeabilitH allaria elevata e molto elevata )"e :0 mm+ ∆R Z 060: mG=]>

"ermeabilitH allLaria media)20 mm ` "e _ :0 mm+ ∆R Z 0611 mG=]>

"ermeabilitH allLaria bassa )"e _ 20 mm+ ∆R Z 061 mG=]>

&effetto della resistenza termica aggiuntiva di una persiana o di una tenda @ dato dalla seguente formula#

,8sZ1)1,8+Y∆R]

Puesta formula @ definita dalla norma E* IO 100UU1= "er una data finestra6 pu essere utilizzata pervalutare il miglioramento del valore , di una finestra fornita di una tenda o di una persiana in posizione

estesa= &a -abella fornisce esempi di calcolo per tre diversi valori di ∆R e tre diversi tipi di finestra= I valori

∆R presi in considerazione sono#

060: mG=]>6 per esempio una tenda esterna molto permeabile6

061D mG=]>6 per esempio una persiana avvolgibile in alluminio6 062D mG=]>6 per esempio una persiana avvolgibile a tenuta daria=




"agina 1

TABELLA 0 , ESEM"IO DI CALCOLO DI $>S

Finestra a vetro singolo Finestra a doppio vetro Finestra a doppio vetro,8 Z 690 ,8 Z 16: ,8 Z 162

∆R (mG=]> + ∆R (mG=]> + ∆R (mG=]> +

060: 061D 062D 060: 061D 062D 060: 061D 062D,8s (W/mG=]+ ?6D2 26:2 2=20 16DU 162 162 1609 1602 0692

Fattore di miglioramento 2:62 26 DD61 126; 216? ?160 :6: 1D62 2?60

.a 7uesti esempi @ possibile notare come6 in tutti i casi6 le persiane o le tende abbassano il valore , dellafinestra ),8s _ ,8+6 riducendo 7uindi le perdite di calore in presenza di una temperatura fredda allesterno=

*aturalmente lLefficacia della persiana o della tenda @ maggiore 7uando la finestra !a una bassaprestazione# in caso di vetro singolo il valore di , si dimezzaM mantiene6 per6 ancora una buona efficaciaper una finestra ad alte prestazioni# una tenda a tenuta dLaria ridurrH ulteriormente del 2? il valore , diuna finestra a doppio vetro con un valore ,8 di 162 >mG=] )il c!e significa una finestra con un vetro con

,g Z 160 >mG= ]+ del 2?=

III#.# Trasmittan+a totale dell-energia solare gtot 5fattore solare8

III#.#*# )enerale

&a trasmittanza totale di energia solare6 c!iamata anc!e fattore solare6 rappresenta la parte del flussoincidente c!e viene trasmessa allinterno di una stanza=

g @ il fattore solare del vetro da solo= gtot @ il fattore solare dellassociazione tra un vetro e un dispositivo disc!ermatura solare=

Il valore di g o gtot @ compreso tra 0 e 1# 0 indica c!e nella stanza nonviene trasmessa alcuna radiazione e 1 indica la trasmissione di tutta laradiazione=

Il valore g del solo vetro viene determinato con il metodo dicalcolo indicato nella norma E* 10=

Esistono due metodi per calcolare il gtot di un dispositivo disc!ermatura solare associato a un vetro#

•

o un metodo semplificato indicato nella norma E* 1??;?16• o un metodo dettagliato indicato nella norma E* 1??;?2=

Entrambi i metodi utilizzano le proprietH del vetro e del materiale del 7uale @ costituito il dispositivo disc!ermatura solare tessuto6 assicelle o listelli come mostrato in II=D=

III#.#.# Metodo di calcolo semplificato6 E *//9/!*

&a norma E* 1??;?1 fornisce un metodo semplificato per valutare il valore di gtotM tale calcolo prende inconsiderazione il valore , e il valore g del vetro6 e la trasmittanza e la riflettenza energetic!e del dispositivo

di sc!ermatura solare=




"agina 1D

&a norma specifica come lo scarto del calcolo semplificato6 rispetto ai valori esatti6 rientri nel rangecompreso tra Y0610 e 0602= [ 7uindi vivamente consigliato utilizzare il metodo di calcolo dettagliato)vedere III=2=?+ per determinare i vantaggi del guadagno solare e del comfort termico=

Il vantaggio di 7uesta norma @ c!e il calcolo pu essere effettuato agevolmente senza lausilio di unostrumento di calcolo=

Infatti6 le formule da utilizzare sono le seguenti#

"er una tenda esterna o una persiana#

Con 1 Z D >mG=] M 2 Z 10 >mG=] e

• "er una tenda interna#

Con 2 Z ?0 >mG=] e

• "er una tenda a mezzovetro#

Con ? Z ? >mG=] e formula

In tutte 7ueste e7uazioni#

τe indica la trasmittanza solare della tenda o della persiana Xe indica la riflettenza solare della tenda o della persiana con 1 Z τe Y Xe Y αe )vedere II=D+

αe indica lassorbenza solare della tenda o della persiana g indica il fattore solare del vetro ,g indica la trasmittanza termica del vetro 16 2 e ? indicano i valori fissi definiti dalla norma

Qa osservato c!e tali formule possono essere applicate solamente 7ualora la trasmittanza e la riflettenzasolari dei dispositivi di sc!ermatura solare risultino comprese nei seguenti intervalli#

0 ` τe ` 06D e 061 ` Xe ` 06:

e con il re7uisito aggiuntivo c!e il fattore solare g del vetro sia compreso tra 061D e 06:D=

In tutti gli altri casi si dovrH effettuare il calcolo secondo la norma E* 1??;?2=




"agina 1;

III#.#/# Metodo di calcolo dettagliato6 E *//9/!.

.al momento c!e 7uesto metodo cerca di rappresentare il comportamento fisico reale dellassociazione diuna tenda e di un vetro 7uando colpiti da una radiazione6 7uesto metodo di calcolo risulta molto

pi complesso di 7uello fornito da E* 1??;?1= Esso ric!iede lLuso di uno strumento di calcolo specifico=

Il principio del calcolo @ considerare la tenda6 il vetro e lo spazio del gas come strati separati in posizionidefinite )vedere Figura 11+6 ogni strato con le sue proprietH )trasmittanza6 riflettenza6 emissivitH6 ecc=+=Qengono prese in considerazione anc!e le condizioni esterne )temperatura6 irraggiamento solare6ventilazione6 ===+= Obiettivo del calcolo @ valutare lLinterazione di ogni strato con 7ueste condizioni=

(I)$RA ** , ESEM"I DI STRATI I CASO DI TEDA ESTERA ASSOCIATA A $ DO""IO 'ETRO

Puesto calcolo consiste6 pertanto6 in tre parti#

-rasmissione della radiazione solarePuesta parte del gtot consiste nel 7uantificare la parte di radiazione solare incidente c!e vienetrasmessa allinterno della stanza attraverso la trasmissione e la riflessione multiple di entrambe lefacce di ogni strato del sistema= &a temperatura del sistema non influisce in alcun modo su 7uestocalcolo=&a Figura 12 offre un esempio di calcolo da effettuare con un sistema costituito da una tendaesterna e un doppio vetro= In 7uesto esempio6 il calcolo porta a risolvere la seguentematrice di flusso#

E1 Z Φ

E2 Z X1E? Y τ1E

E? Z XLeE2 Y τeE1

E Z X2ED Y τL2E;

ED Z XL1E Y τ1E? E; Z 0




"agina 1U

(I)$RA *. , ILL$STRA%IOE DELLA TRASMITTA%A SOLARE DIRETTA "ER $A TEDA ESTERA E $ DO""IO 'ETRO

Puesta trasmissione @ caratterizzata dalla trasmittanza solare diretta τe del sistema Jtende e vetriK= iriferisce allo spettro solare completo=

-rasmissione del calorePuesto tipo di trasmissione prende in considerazione lLimpatto della temperatura esterna e internain associazione con lLeffetto dellirradiazione solare )c!e aumenterH la temperatura diciascun materiale per lassorbimento+=

Puesta trasmissione @ suddivisa in due parti )vedere Figura 1?+#

o -rasmissione per radiazione termica

Essa @ dovuta allemissione di raggi infrarossi a onda lunga )vedere II=+ da parte di ogni strato c!eviene riscaldato dalla temperatura esterna e dalla radiazione solare= Il calore viene trasmesso dauno strato al successivo attraverso tale radiazione=Puesta trasmissione @ caratterizzata dal fattore gt! della radiazione termica=

o -rasmissione conduttiva e convettiva del calore&a trasmissione conduttiva del calore @ dovuta alla circolazione diretta di calore allinterno delmateriale dello strato e dello spazio per il gas nellintermezzo6 per interazione molecolare diretta=&a trasmissione convettiva del calore @ data dallo spostamento del calore dal materiale dello stratoallo spazio del gas )ad es= lo spazio daria di un doppio vetro+=Puesta trasmissione @ caratterizzata dal fattore di convenzione gc=




"agina 1:

(I)$RA */ , ILL$STRA%IOE DELLA TRASMISSIOE DI CALORE "ER $A TEDA ESTERA E $ DO""IO 'ETRO

"resenza delleffetto camino in caso di tenda interna-ale effetto @ dovuto allo spostamento dellaria allinterno dello spazio daria creato tra il vetro e latenda interna= [ dovuto al riscaldamento dello spazio daria da parte del vetro c!e genera un flussoascendente di calore tra il vetro e la tenda )vedere Figura 1+=-ale effetto @ caratterizzato da un fattore di ventilazione gv=

(I)$RA *0 , ILL$STRA%IOE DELL-E((ETTO CAMIO I CASO DI TEDA ITERA

Il valore gtot @ 7uindi dato dalla somma della trasmittanza solare diretta τe6 del fattore di radiazione termicagt!6 del fattore di convezione gc e di 7uello di ventilazione gv#

gtot Z τe Y gt! Y gc Y gv)1+

)1+ gv Z 0 in caso di una tenda esterna

"ertanto la norma E* 1??;?2 fornisce una buona descrizione del fattore solare= Essa tuttavia ric!iede diprendere in considerazione diversi fenomeni fisici6 c!e devono essere esaminati simultaneamente= [ 7uindinecessario lutilizzo di uno strumento di calcolo specifico=




"agina 19

In 7uesto caso il dispositivo disc!ermatura @ retratto

In 7uesto caso il dispositivo disc!ermatura esterna @ abbassato

In 7uesto caso il dispositivo disc!ermatura interno @ abbassato

(I)$RA *1 , ILL$STRA%IOE DEL )TOT

III#/# Trasmittan+a ττττ< della luce

III#/#*# )enerale

&a trasmittanza τv della luce rappresenta la parte di luce del giorno c!e viene trasmessa allinterno di unastanza=

Come per il fattore solare6 @ necessario distinguere la trasmittanza visiva di un solo vetro da 7uella di unvetro utilizzato con un dispositivo di protezione solare= fortunatamente6 stando alle norme europee6 la

notazione utilizzata @ la stessa )τv in entrambi i casi+= "er maggiore c!iarezza6 in 7uesta guida la notazione

τv6 tot verrH utilizzata per identificare il caso di un dispositivo di sc!ermatura solare utilizzato con un vetro=

Il valore di τv @ compreso tra 0 e 1# 0 significa c!e nessuna luce viene trasmessa nella stanza6 e 1 indicac!e viene trasmessa lintera radiazione visibile=

&e norme per il calcolo del τv di riferimento sono le stesse del fattore solare# E* 10 per un vetro da soloe due possibilitH per un dispositivo di sc!ermatura solare associato a un vetro#

un metodo semplificato indicato nella norma E* 1??;?16 oppure un metodo dettagliato indicato nella norma E* 1??;?2=

III#/#.# Metodo di calcolo semplificato 6 E *//9/!*

&e condizioni duso di 7uesta norma sono le stesse di 7uelle per il calcolodel fattore solare )vedere III=2=2+=

econdo la norma E* 1??;?16 le formule da utilizzare per il calcolo di

τv6tot sono#

"er una tenda esterna o una persiana#




"agina 20

"er una tenda interna o una persiana#

.ove#

τv indica la trasmittanza visiva del vetro τv6 tenda indica la trasmittanza visiva della tenda o della persiana Xv indica la riflettenza visiva del lato del vetro rivolto verso la radiazione incidente Xv indica la riflettenza visiva del lato del vetro opposto alla radiazione incidente Xv6 tenda indica la riflettenza visiva del lato della tenda o della persiana rivolto verso la radiazione

incidente Xv6 tenda indica la riflettenza visiva del lato della tenda o della persiana opposto alla radiazione

incidente

III#/#/# Metodo di calcolo dettagliato6 E *//9/!.

*ella parte visiva dello spettro non devono essere presi in considerazione alcuna trasmissione di caloreo fattore di ventilazione= "ertanto6 il principio di calcolo della trasmissione della radiazionesolare )vedere III=2=?+ ric!iede una radiazione compresa tra ?:0 nm e U:0 nm6 invece dello spettro solarecompleto=

Puesto metodo di calcolo prende in considerazione la parte della radiazione c!e viene trasmessa senza

alcuna deviazione dalla tenda o dalla persiana6 ossia la trasmittanza visiva diretta τv6 nn6 e la parte dellaradiazione c!e viene diffusa in tutte le direzioni dopo la riflessione dalla tenda o dalla persiana6 vale a dire

la trasmittanza visiva diffusa τv6 ndif )vedere Figura 1;+=

&a trasmittanza visiva totale @ 7uindi costituita da due parti#

τv6tot Z τv6nn Y τv6ndif

(I)$RA *9 , ILL$STRA%IOE DELLA TRASMITTA%A 'ISI'A DI $A TEDA ITERA




"agina 21

III#0# Confronto tra il calcolo semplificato e ?uello dettagliato

Entrambi i metodi di calcolo6 semplificato e dettagliato6 possono essere utilizzati per calcolare il fattore

solare gtot e la trasmittanza visiva τv6tot=

"er la stessa combinazione di vetro e tenda6 @ possibile effettuare un confronto dei diversi colori dellostesso tessuto= *ella -abella D vengono mostrate tre configurazioni di combinazioni di colori=

TABELLA 1 , "RO"RIET@ DEL TESS$TO

Colore del tessutoBianco perla Bianco sporco rigio

-rasmittanza solare τe 061? 0609 060D

Riflettenza solare Xe)1+ 06D? 06 0621

-rasmittanza visiva τv 0611 060U 060?

-rasmittanza visiva diffusa τv6ndif 060: 060 0601

Riflettenza visiva Xv

)1+

06D: 06U 061:-rasmittanza IR onda lunga τIR)2+ 060? 060? 060?

EmissivitH ε )1+ 06:9 06:9 06:9)1+

&e proprietH di entrambi i lati della tenda sono identic!e= Puindi# Xe Z XeMXv Z Xv ed ε Z εL)2+

,guale al coefficiente di apertura del tessuto

*ellE* 1D01 sono stati definiti i vetri tipici utilizzati come punti di riferimento6 per consentire iconfronti= otto viene preso in considerazione il vetro standard C secondo la norma )doppio vetro 1;6 con rivestimento a bassa emissivitH in posizione ? superficie esterna della lastra di vetro interno6riempito di argon+ )vedere -abella ;+=




"agina 22

TABELLA 9 , "RO"RIET@ DEL 'ETRO

&astra di vetro esterna &astra di vetro interna

-rasmittanza solare τe 06:D 06D:

Riflettenza solare sul lato del raggio incidente Xe 060: 06?0

Riflettenza solare sul lato opposto al raggio incidente Xe 060: 062-rasmittanza visiva τv 0690 06:2

Riflettenza visiva sul lato del raggio incidente Xv 060: 060:

Riflettenza visiva sul lato opposto al raggio incidente Xv 060: 060

-rasmittanza IR onda lunga τIR 0600 0600

EmissivitH sul lato del raggio incidente ε 06:9 060

EmissivitH sul lato opposto al raggio incidente εL 06:9 06:9

*ella -abella U vengono mostrati i risultati relativi a una tenda esterna=

TABELLA : , CALCOLO DI )TOT E ττττ

'2TOT "ER $A TEDA ESTERA

'etodo di calcoloemplificato .ettagliato )1+

gtot τv6tot gtot τe gt! Y gc τv6tot τv6ndiff

Bianco perla 0612 0609 0611 060: 060? 0609 060;

Bianco sporco 0610 060; 0609 060D 060 060; 060?

rigio 0610 0602 060: 060? 060D 0602 0601)1+

calcoli effettuati con il soft8are J>in!elterK sviluppato dallagenzia *azionale Italiana per le nuove tecnologie6

lenergia e lo sviluppo economico sostenibile6 e disponibili al seguente indirizzo# 888=pit=enea=it

*ella -abella : vengono mostrati i risultati relativi a una tenda interna=

TABELLA ; , CALCOLO DI )TOT E ττττ'2TOT "ER $A TEDA ITERA

'etodo di calcoloemplificato .ettagliato )2+

gtot τv6tot gtot τe gt! Y gc gv τv6tot τv6ndiff

Bianco perla 060 0609 06?: 060; 061? 0619 0609 060;

Bianco sporco 06? 060; 061 060 061; 0621 060; 060?

rigio 06D0 0602 069 0601D 0622D 062D 0602 0601)2+

calcoli effettuati con il soft8are J"!4salisK sviluppato dalla BB lama )126 via Colbert B" ?:2 ;?010 Clermont

Ferrand Cede 1 Francia M Y?? )0+ U? ? 9; ;0 M contact<bbsslama=com+

In ogni caso6 per determinare gtot6 il metodo di calcolo dettagliato fornisce risultati migliori rispetto a7uello semplificato= In 7uesti esempi andrebbe osservato come la differenza nei risultati ottenuti siasuperiore per i tessuti scuri 7uando la tenda @ esterna6 e per 7uelli c!iari 7uando la tenda @ interna=

Il maggior vantaggio del metodo di calcolo dettagliato @ differenziare la parte del flusso c!e vienetrasmessa come radiazione o calore=

-ali esempi6 tuttavia6 mostrano come il metodo semplificato fornisca gli stessi risultati per la trasmittanzavisiva= Puesto potrebbe consentire un calcolo semplice e preciso utilizzando tale metodo= *onostante irisultati non siano mostrati in 7ueste tabelle )in 7uanto non presi in considerazione nellE* 1??;?1+6 @possibile osservare come un calcolo della trasmittanza visiva diffusa sia possibile anc!e con il metodo dicalcolo semplificato=




"agina 2?

Banca dati Shade Specifier

&a Britis! Blind !utter Association )BBA+6 in collaborazione con i partner della Europeanolar !ading Organisation )EO+6 !a sviluppato una banca dati dei materiali di sc!ermaturasolare= Puesto database include6 in maniera indipendente6 dati di rendimentoenergetico convalidati relativi a tessuti per tende e persiane e materiali degli standardeuropei= Il database calcola il rendimento energetico di tende e persiane 7uando utilizzati inassociazione ai vetri di riferimento definiti nellE* 1??;?1 e nellE* 1D01= -utti icalcoli vengono eseguiti in conformitH con le norme europee e le procedure c!e sono statetrattate nel capitolo III=

I benefici della sc!ermatura solare sono noti da secoli= Finora non @ per stato possibile ilconfronto tra le caratteristic!e specific!e e indipendentemente provate dei materiali disc!ermatura solare= !ade pecifier consente al progettista e al proprietario dellLedificio dicompiere una scelta informata=

Il processo utilizzato dal database !ade pecifier @ identico a 7uello utilizzato dallindustriadel vetro6 e costituisce un modo affidabile ed efficace per garantire lLintegritH del database=

li output comprendono#

-rasmittanza totale dellenergia solare6 gtot -rasmittanza visibile6 -vis -rasmittanza termica6 valore di ,




"agina 2

I'# COME TEDE E "ERSIAE RID$COO IL (ABBISO)O EER)ETICO DI $ EDI(ICIO

I capitoli precedenti mostrano le caratteristic!e dei prodotti e 7uale potrebbe essere lLimpatto dellesc!ermature solari 7uando vengono utilizzate in associazione con una finestra o un sistema di

vetrate= Puesto capitolo presenta lLimpatto della sc!ermatura solare sul fabbisogno energetico di unedificio= Fa riferimento agli strumenti o agli studi esistenti=

I'#*# Lo strumento Tetinergie

I'#*#*# Cos- il TetinergieF

Il -etinergie S @ un semplice strumento c!e 7uantifica i potenziali risparmi energetici degli edifici per ufficic!e utilizzano dispositivi di protezione solare in tessuto= [ stato sviluppato dallassociazionefrancese dei produttori e degli installatori di tende e persiane )*F"A+ ed @ consultabile al seguenteindirizzo# 888=tetinergie=org=

-etinergie S confronta i fabbisogni energetici allLinterno di una stanza prima e dopo essere stata dotata didispositivi per la protezione solare=

&utente seleziona#

&a zona climatica6 &orientamento della facciata6 &a superficie in vetro della stanza6 Il tipo di doppio vetro )B6 C o . secondo lE* 1D01+6 &a posizione della tenda )interna o esterna+6

Il tipo di tessuto6 Il colore del tessuto=

,na volta definita la configurazione6 -etinergieS fornisce due livelli di risultati diversi#

Risultati semplificati# percentuale di risparmio energetico associato ad aria condizionata e ad altriimpianti )aria condizionata Y riscaldamento Y illuminazione artificiale+6

Risultati dettagliati# temperatura calcolata )V C+M esigenze )>!+ e percentuale di risparmioenergetico per ogni unitH )aria condizionata6 riscaldamento e illuminazione+M luce del giorno )lu+=

I risultati si riferiscono a un vetro con o senza tende=

I calcoli sono stati effettuati utilizzando un soft8are di simulazione dinamica per un anno intero6 con unintervallo di tempo di cin7ue minuti= ono state eseguite le simulazioni e i risultati sono stati inseriti in undatabase= &e selezioni dellutente attingono direttamente da 7uesto database= Esso consente unastima dellLimpatto dei vari parametri e di aiutare lLutente nella scelta della soluzione tecnica ottimale=

I'#*#.# Influen+a della posi+ione

&a sottostante Figura 1U mostra i fabbisogni energetici relativi a riscaldamento6 climatizzazione eilluminazione per un ufficio di 20 mG in diverse cittH europee= &ufficio @ dotato di doppi vetri trasparenti

)vetro C secondo lE* 1D01+ ed @ rivolto verso sud= &a superficie vetrata occupa l:0 della facciata=

&a tenda6 di colore neutro scuro6 viene istallata esternamente=




"agina 2D

(I)$RA *: , (ABBISO)O EER)ETICO CO TEGTIER)IE "ER DI'ERSE CITT@ E$RO"EE

&Lutilizzo di una tenda esterna apporta costantemente importanti risparmi energetici6 in tutti i casi=

[ possibile notare come le esigenze di riscaldamento siano maggiori 7uando la tenda viene istallata= Puesto@ dovuto al fatto c!e non vi sia energia solare libera c!e entra nella stanza6 7uando la tenda @ abbassata=Infatti6 il principio di funzionamento della tenda si basa sul comfort visivo dellLoccupante# latenda scorre verso il basso 7uando la luce naturale c!e colpisce un sensore posto su unascrivania raggiunge i D00 lu in estate e i 900 lu in inverno= "ertanto6 @ possibile una sc!ermaturaprolungata nei giorni invernali di sole6 limitando cosN il riscaldamento libero della stanza=

Il principio di funzionamento presuppone6 inoltre6 c!e lLilluminazione artificiale venga attivata solo7uando il dispositivo di sc!ermatura solare @ completamente retratto e il livello di luce del giorno @insufficiente= &a presenza della tenda non !a 7uindi alcun impatto sulle esigenze di luce artificiale=

-uttavia6 data la significativitH del fabbisogno energetico per laria condizionata6 i risultati complessivi sonoancora molto positivi e portano a importanti risparmi energetici=

I'#*#/# Influen+a dellHorientamento

&a Figura 1: presenta lLimpatto dellLorientamento dellufficio in tre cittH europee# toccolma6 "arigi e Roma=

Come previsto6 i risultati sono ottimali per le facciate esposte verso est6 ovest e sud=-uttavia6 lorientamento c!e offre il massimo tasso di risparmio energetico varia a seconda della cittH# pertoccolma @ la facciata a est )2:61+6 per "arigi 7uella rivolta a occidente )?1+ e per Roma la facciataverso sud )UD62+=

*onostante i risultati inferiori6 lutilizzo delle tende per le facciate esposte a nordovest porta comun7ue aun risparmio energetico per le tre cittH=




"agina 2;

(I)$RA *; , (ABBISO)I EER)ETICI CO TEGTIER)IE "ER 'ARI ORIETAMETI I TRE CITT@ E$RO"EE

I'#.# )uida ES!SO e RE&'A

*el 20106 EO e RE$QA )Federazione delle associazioni europee di riscaldamento6 ventilazione earia condizionata+ !anno pubblicato congiuntamente una guida sulle sc!ermature solari1= Essa contiene i

riferimenti ai calcoli per il fabbisogno energetico effettuati su un ufficio modello in tre cittH europee )7ui nevengono presentate solamente due+= "er eseguire i calcoli @ stato utilizzato il soft8are Energ4"lus = Idettagli relativi ai parametri utilizzati per i calcoli sono disponibili nella guida EO RE$QA= egue unasintesi dei risultati di tali calcoli=

I'#.#*# Stoccolma

&a Figura 19 mostra il fabbisogno energetico annuale relativo a diversi orientamenti per un ufficio modelloa toccolma=

1 Jolar !ading6 !o8 to integrate solar s!ading in sustainable buildings c!ermature solari6 come integrare lasc!ermatura solare negli edifici sostenibiliK




"agina 2U

La linea rossa rappresenta il calore fornito alla stanza dal sistema di riscaldamento, la linea blu il

calore sottratto alla stanza dal sistema HVAC. La linea gialla indica l'energia elettrica necessaria per

l'illuminazione. La linea verde l'energia primaria totale per il riscaldamento, il condizionamento e

l'illuminazione vedere la guida !"-"#$%!HVA per il metodo di calcolo dettagliato&.

(I)$RA *= , BILACIO EER)ETICO A$ALE RELATI'O A $ $((ICIO MODELLO A STOCCOLMA 5(OTE6 )$IDA ES!SO 7 RE&'A8

Il fabbisogno energetico @ c!iaramente dominato dal riscaldamento= In inverno6 per 7uanto riguarda gliorientamenti verso sud6 lLenergia per il riscaldamento @ significativamente inferiore per tutti i tipidi vetro rispetto agli orientamenti verso nord grazie al riscaldamento solare passivo= In estate6 vi @ unconsiderevole guadagno di calore solare per 7uanto riguarda gli orientamenti verso sud6 c!e porta a unsignificativo fabbisogno energetico per il raffreddamento= -ale effetto @ c!iaramente pi forte per ivetri con valori g elevati =

&a situazione cambia notevolmente con listallazione di una sc!ermatura solare esterna6 come mostratonella colonna di destra della Figura 19= Il fabbisogno energetico annuale per il raffreddamento si riducenotevolmente di oltre il U0 sugli orientamenti verso sud= &e sc!ermature solari portano a un lieve

incremento della ric!iesta di energia per il riscaldamento e lilluminazioneM 7uesto @ dovuto al fatto c!e lasc!ermatura intercetta lenergia solare c!e avrebbe contribuito a fornire luce del giorno e riscaldamento




"agina 2:

solare passivo= [ possibile notare come il minor fabbisogno energetico primario6 in termini assoluti6 sia7uello dato dallassociazione tra la scarsa emissivitH associata alla sc!ermatura solare=

&a Figura 20 mostra il carico di raffreddamento in funzione dellorientamento della finestra per trediversi tipi di vetro= &e linee continue rappresentano la situazione in assenza di sc!ermatura6 7uelletratteggiate i caric!i di raffreddamento con le sc!ermature solari= Il rosso rappresenta i doppi

vetri6 larancione i vetri a bassa emissivitH e il blu 7uelli a controllo solare=

(I)$RA .3 ! CARICO DI RA((REDDAMETO I ($%IOE DELL-ORIETAMETO DELLA (ACCIATA 5(OTE6 )$IDA ES!SO 7 RE&'A8

I'#.#.# Madrid

&a Figura 21 mostra il fabbisogno energetico in funzione dellLorientamento dellufficio di 'adrid= In 7uestocaso6 tale fabbisogno @ c!iaramente dominato dal raffreddamento= "er 7uanto riguarda gliorientamenti verso sud6 il riscaldamento @ 7uasi trascurabile6 grazie al riscaldamento solare passivo ininverno= In estate6 vi @ un notevole guadagno di calore solare negli orientamenti verso sud6 c!e porta a

un significativo fabbisogno energetico per il raffreddamento=

&a sc!ermatura solare riduce in maniera sostanziale il fabbisogno energetico primario per gli orientamentic!e non siano verso nord= In 7uesto caso si raggiunge il minor fabbisogno energetico con unacombinazione di vetro a controllo solare e sc!ermatura solare esterna=

&associazione tra vetri a controllo solare e sc!ermatura solare costituisce una scelta piuttostoinsolita= *ormalmente i vetri a controllo solare sono considerati come unalternativa alla tendaesterna= In 7uesto caso6 il fabbisogno energetico primario per un ufficio dotato di vetri a controllo solare esc!ermatura solare @ di circa il ?0 inferiore rispetto allo stesso ufficio dotato solamente di vetri acontrollo solare=




"agina 29

La linea rossa rappresenta il calore fornito alla stanza dal sistema di riscaldamento, la linea blu il

calore sottratto alla stanza dal sistema HVAC. La linea gialla indica l'energia elettrica necessaria per

l'illuminazione. La linea verde l'energia primaria totale per il riscaldamento, il condizionamento e

l'illuminazione vedere la guida !"-"#$%!HVA per il metodo di calcolo dettagliato&.

(I)$RA .* , BILACIO EER)ETICO A$ALE RELATI'O A $ $((ICIO MODELLO A MADRID 5(OTE6 )$IDA ES!SO 7

RE&'A8




"agina ?0

'# COME TEDE E "ERSIAE MI)LIORAO IL COM(ORT 'ISI'O E TERMICO DI $ EDI(ICO

*el capitolo precedente @ stato presentato lLimpatto delle sc!ermature solari sul fabbisogno energetico deilocali di uffici raffreddati= -uttavia6 tali prodotti possono svolgere anc!e un ruolo considerevole per 7uantoriguarda il comfort termico e visivo interno6 per gli occupanti= Puesto capitolo presenta i risultati di

studi relativi a tale importante aspetto nella progettazione degli edifici=

'#*# Impatto delle persiane sul comfort esti<o

*el 2010 @ stato realizzato uno studio da parte dellEngineering Office -BC per la Frenc! Association ofBlinds and !utters 'anufacturers )*F"A+=

tando ai risultati delle simulazioni termic!e effettuate con il soft8are di calcolo Comfie Y"leade2 in unabitazione tipica in tre localitH della Francia6 lLutilizzo di tapparelle in condizioni calde riducela temperatura massima fino a ;VC=

&a Figura 22 mostra la temperatura massima raggiunta nellabitazione per le diverse modalitH difunzionamento delle tapparelle#

- 'odalitH orologio# le tapparelle sono abbassate dalle : alle 1:6- 'odalitH temperatura esterna# le tapparelle sono abbassate al D0 se la temperatura esterna @

superiore ai 2?VC e completamente abbassate con temperatura esterna superiore a 2;VC6- 'odalitH Wlivello luceW# le tapparelle sono completamente abbassate 7uando la luminanza incidente

@ superiore a 10000 &u=

(I)$RA .. , TEM"ERAT$RE MASSIMA "ER LE DI'ERSE MODALIT@ DI ($%IOAMETO DELLE TA""ARELLE 5(OTE

TBC AD S("SA8

*ella sottostante -abella 9 vengono mostrati i risultati dettagliati=

2 "leiades Y Comfie !a utilizzato il sistema di calcolo Comfie sviluppato dallEnergetic Centre of t!e Engineering

c!ool J'ines "aris-ec!K=




"agina ?1

TABELLA = , TEM"ERAT$RA MASSIMA "ER LE DI'ERSE MODALIT@ DI ($%IOAMETO DELLE TA""ARELLE

"arigi &a Roc!elle *izza

"ersiane aperte tutto il giorno /02094C /92.94C /;2;=4C

'odalitH orologio ?61VC ?60VC D61?VC

'odalitH temperatura esterna ?6?1VC ?610VC 16U:VC

'odalitH livello luce D60DVC ?62?VC ;6?UVC

&utilizzo di tapparelle nei giorni caldi riduce la temperatura massima in tutti i casi=

Il funzionamento in modalitH luce offre il compromesso migliore6 essendo il pi efficiente in terminidi limitazione del surriscaldamento6 ma anc!e perc!% permette agli occupanti di beneficiare della luce delgiorno 7uando la luminanza incidente @ inferiore a 10000 lu o 7uando la facciata non @ esposta=

Il periodo di disagio viene definito come il tempo durante il 7uale la temperatura interna @ inferiore a 1;VCo superiore a 2UVC= [ 7uindi possibile determinare un tasso di disagio definito come il rapporto delnumero di ore in cui la casa @ occupata e la temperatura sia inferiore a 1;VC o superiore a 2UVC6 e il numerocomplessivo di ore di occupazione=

&a -abella 10 presenta i risultati del calcolo del tasso di disagio per tre localitH e modalitH di funzionamentoprese in considerazione= In pratica6 va osservato come il riscaldamento venga attivato a 19VCM talivalori prendono in considerazione solamente il periodo in cui la temperatura @ superiore ai 2UVC=

TABELLA *3 , TASSO DI DISA)IO "ER LE DI'ERSE MODALIT@ DI ($%IOAMETO DELLE TA""ARELLE

"arigi &a Roc!elle *izza

"ersiane aperte tutto il giorno *=29 ./29 /=2*

'odalitH orologio 61 ) 1D6D + ;69 ) 1;6U + ?06 ) :6U +

'odalitH temperatura esterna 169 ) 6U + 1:61 ) D6D + ?960 ) 061 +

'odalitH livello luce 6? )1D6? + D6: ) 1U6: + 2U6; ) 116D +

&a modalitH del livello di luce rappresenta lLopzione migliore per ridurre il tasso di disagio )tra 11 e il1: secondo la zona climatica+= &a modalitH orologio fornisce risultati simili6 ma ancora unavolta non prenderebbe in considerazione il livello della luce diurna a disposizione6 c!e potrebbe essereritenuto un disagio dagli occupanti=

&a modalitH della temperatura esterna @ la meno efficace6 soprattutto nella zona di *izza dove non vi sono

benefici= Qa osservato come la zona di *izza sia la pi calda della Francia6 e come andrebbero adottatedisposizioni aggiuntive )7uali lLinerzia termica dellLedificio+ per ottenere un ragionevole livello di comfort=

'#.# Impatto delle schermature solari sul comfort <isi<o

Basandosi su una percezione personale6 il comfort visivo varia da individuo a individuo= [ una7uestione soggettiva= -uttavia6 non vi @ dubbio c!e la luce del giorno generalmente @ preferibileallilluminazione artificiale 7uale fonte primaria di luce=-uttavia6 in un ufficio illuminato con luce naturale possono facilmente sorgere situazioni c!e provocano unfastidio visivo= altuariamente6 la luce pu essere troppo c!iara o vi pu essere un contrasto troppo forte="er raccogliere appieno i vantaggi della luce del giorno6 @ necessario un controllo=




"agina ?2

&abbagliamento solitamente @ provocato dalla luce diretta del sole c!e colpisce gli oggetti in ufficio6 o daelevati valori esterni di luminanza allLinterno del campo visivo= &Labbagliamento pu verificarsianc!e 7uando si utilizza uno sc!ermo di computer# la luminanza della riflessione di 7uanto si !a attornopu essere superiore alla luminanza dello sc!ermo del "C=

&a Figura 2? presenta il livello di luminanza in un ufficio 7uando la sc!ermatura solare @ abbassata oretratta= Esso dimostra come la sc!ermatura solare riduca significativamente i rapporti diluminanza evitando unLimportante differenza di luminanza tra sc!ermo del computer e 7uanto stia attornoc!e potrebbe creare un fastidio visivo=

enza sc!ermatura solare Con sc!ermatura solare

(I)$RA ./ , LI'ELLO DI L$MIA%A I $ $((ICIO CO E SE%A SC&ERMAT$RA SOLARE 5"&OTOS SOM(J8

&a guida EO e RE$QA pubblicata nel 2010 )vedere IQ=2+ presenta una sintesi della ricerca scientifica6 c!e

mostra linfluenza dellutilizzo della luce del giorno sui fattori legati alla produttivitH del lavoratore e dellostudente#

- &a Carnegie 'ellon ,niversit4 !a riscontrato un vantaggio di produttivitH media del ?6UDottimizzando lLuso della luce diurna senza abbagliamento e fornendo controlli della luce c!erispondano alla luce del giorno= C', 200

- In media6 i principali problemi sanitari risultano inferiori del 202D per gli occupanti posti vicino auna finestra esterna6 rispetto a 7uelli c!e lavorano nella parte centrale senza accesso alla vista ealla luce diurna= $art 19996 $art 199

- &accesso alle finestre e alla luce naturale determina una riduzione dellassenteismo del1D= -!a4 199D

- &a penetrazione del sole diretto nelle classi6 in particolare attraverso finestre senza sc!ermaturaaffacciate a est o a sud6 risulta associata a un rendimento negativo degli studenti= $es! 200?b

- li studenti con una luce naturale adeguata nelle proprie classi !anno mostrato progressi pi rapididel 20 nei test di matematica e del 2; in 7uelli di lettura6 nel corso di un anno= $es! 1999

.a 7uanto finora esposto @ possibile concludere c!e la luce naturale !a un effetto significativo epositivo sulla salute degli occupanti6 sul benessere e sulla produttivitH= [ tuttavia necessario uncontrollo c!e si adatti alla luce del giorno per garantire le condizioni di un buon comfort visivo in 7ualsiasimomento=




"agina ??




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Bibliografia

5*8 orme europee

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5/8 Ricerca

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"agina ?D




&Energ4 "erformance of Buildings .irective )jE"B.+6 e in particolare la sua rigida versione Recast del20106 ric!iede c!e6 a partire dal 20206 in Europa tutti i nuovi edifici siano realizzati a Lenergia 7uasi uguale azeroL= -ale obiettivo @ raggiungibile solo attraverso lLottimizzazione dellLinvolucro edilizio=

AllLinterno dellLinvolucro dellLedificio6 la parte vetrata svolge un ruolo c!iave in 7uanto consente alla luce eal calore di entrare nella costruzione= -uttavia6 livelli di luce e di calore variano durante lLanno6 ed @necessario tenerli sotto controllo in primo luogo per raggiungere lLobiettivo di Lenergia 7uasi uguale azeroL e6 dallLaltro6 per garantire il comfort degli occupanti dellLedificio= &a sc!ermatura solare c!e includeuna grande varietH di prodotti e di controlli @ stata progettata per rispondere a tali esigenze6 in 7uantoadatta le proprietH del rivestimento a vetri alle condizioni meteorologic!e e alle esigenze umane=

Puesto @ il motivo per il 7uale la sc!ermatura solare non pu essere considerata come un dispositivosecondario del rivestimento in vetri6 ma dovrebbe essere integrata nella progettazione delledificio nellaprimissima fase di sviluppo del progetto= In 7uesto modo @ possibile valutare lLimpatto sulleprestazioni dello sviluppo dellLedificio e specificare di conseguenza i dispositivi di riscaldamento e

raffreddamento= [ possibile ben determinare il comfort visivo e termico degli occupanti anc!e inanticipo6 evitando eventuali modific!e della facciata o dellambiente dopo linaugurazione=

Puesta guida !a lo scopo di fornire le informazioni tecnic!e necessarie per valutare la performance dellesc!ermature solari= Contiene i principi di base necessari per comprendere le proprietH fisic!e coinvoltenella trasmissione delle radiazioni= ottolinea poi i metodi di calcolo standardizzati c!e vengono utilizzatiper valutare le caratteristic!e termic!e e visive di tende e persiane= Infine6 con gli studi tecnici e di ricerca6fornisce una panoramica dellLimpatto delle sc!ermature solari sul consumo energetico degli edifici e delcomfort degli occupanti=

"ur essendo destinata a essere utilizzata dai produttori e installatori di sc!ermature solari6 7uestaguida potrH essere dinteresse per i progettisti di edifici e gli ingegneri energetici=

ES-SO vzw

Naessenslaan 9

Schermature Solari

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