Dipartimento Analisi energeticheQualità e benessere negli ambienti

Appuntamento FaiEco Milano 17 Aprile 2010

Argomenti del giorno:1. Termografia2. Igrometria3. Tenuta all’aria degli ambienti4. Energia - futuro

Con la motivazione che “la misura orienta l’acquisto verso prodotti efficienti energeticamente e sostiene un settore con un forte indotto occupazionale” è stato previsto un incentivo per l’acquisto di nuovi immobili ad alta efficienza energetica, con una dotazione complessiva di 60 Milioni di euro.Sulla Gazzetta ufficiale 06/04/2010 n. 79 è stato pubblicato il provvedimento attuativo(Decreto Ministeriale 26/03/2010 “Modalità di erogazione delle risorse del Fondo previsto dall'articolo 4 del decreto-legge 25 marzo 2010, n. 40, per il sostegno della domanda finalizzata ad obiettivi di efficienza energetica, ecocompatibilità e di miglioramento della sicurezza sul lavoro”), nel quale vengono specificate le modalità di erogazione del contributo (art. 2 comma 1, lettera s, e art. 3).In esso si stabilisce che il contributo è previsto per l'acquisto di immobili di nuova costruzione, come prima abitazione della famiglia, ed è quantificato in:83 euro per metro quadrato di superficie utile e nel limite massimo di 5.000 euro, nel caso di immobili con fabbisogno di energia primaria migliore almeno del 30% rispetto ai valori di cui all'allegato C - Tabella 1.3 del decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, e successive modificazioni,116 euro per metro quadrato di superficie utile e nel limite massimo di 7.000 euro, nel caso di immobili con fabbisogno di energia primaria migliore almeno del 50% rispetto ai valori di cui all'allegato C - Tabella 1.3 del decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, e successive modificazioni.

D.L. 40 25/03/2010

…. Abitazioni ad alta efficienza energetica…..

EnergiaGomma bucata – Continuiamo a gonfiare la ruota o ripariamo la gomma ?

EnergiaCasa bucata – Continuiamo a pagare bollette o ripariamo la falla termica?

www.dipae.it 6

CHE COSA E’ LA TERMOGRAFIA

• E’ una tecnica diagnostica assolutamente non distruttiva che permette di misurare la temperatura

superficiale di un corpo

• Vengono generate delle mappe in falsi colori che rappresentano le zone indagate. Ogni colore associa una temperatura corrispondente con sensibilità anche di centesimi di grado

• Opera sfruttando le leggi fisiche che legano la temperatura alle emissioni di radiazioni infrarossi di un corpo

www.dipae.it 7

CHE COSA SONO INFRAROSSI

IR = Radiazioni elettromagnetiche con lunghezza d’onda che partono da 0.7μm a 14 μm circa

Le macchine termografiche per edilizia lavorano principalmente tra 8 μm a 14 μm circa (IR lunghe)

www.dipae.it 8

I colori dello spettro di luce visibile

colore intervallo di lunghezza d'onda intervallo di frequenza

rosso ~ 700–630 nm ~ 430–480 THz

arancione ~ 630–590 nm ~ 480–510 THz

giallo ~ 590–560 nm ~ 510–540 THz

verde ~ 560–490 nm ~ 540–610 THz

blu ~ 490–450 nm ~ 610–670 THz

viola ~ 450–400 nm ~ 670–750 THz

www.dipae.it 9

La visita termografica va condotta da personale qualificato secondo norma europea (EN473)

e secondo le normative vigenti in merito (EN 13187)

www.dipae.it 10

1- Trasmissione del calore

2-Un terrazzo con infiltrazioni

3- Condensa su partizione

FAREMO ESEMPI PRATICI

www.dipae.it 11

CALORE: è l’energia associata ai movimenti causali delle molecole e degli atomi di cui si compone la materia.Il CALORE è creato dalla conversione di altre forme di energia.Tutti gli oggetti contengono CALORE.Il calore si misura in Joule, watt x sec, Newton x metro

TEMPERATURA: è legata alla velocità media con cui si muovono le molecole e gli atomi che compongono la materia.Definisce lo stato che c’è in un oggetto in riferimento ad altri.NON è una forma di energia.Generalmente, varia al variare della quantità di energia posseduta dalla materia (fa eccezione ad esempio il calore latente).Ci indica con quale “facilità” il corpo cederà o riceverà calore da altri corpi.La temperatura si misura in °C o °K ( 0°C = 273,15°K).

CONCETTI

www.dipae.it 12

Primo principio della termodinamica:La somma dell’energia totale contenuta in un sistema chiuso è costante

Secondo principio della termodinamica:L’energia non può essere creata o distrutta, può solo essere convertitaIl CALORE si muove spontaneamente da un punto a temperatura più alta ad un punto a temperatura più bassa; avviene pertanto un trasferimento di energia da un corpo all’altro.

Il CALORE si muove in tre modalità:• CONDUZIONE nei solidi• CONVEZIONE nei fluidi (liquidi e gas) • IRRAGGIAMENTO mediante radiazioni termiche

I PRINCIPI FONDAMENTALI

www.dipae.it 13

Trasferimento di calore

www.dipae.it 14

CONDUZIONE

www.dipae.it 15

La quantità di calore che verrà trasferita per unità di superficie è pari a:

λ x (Ti – Te ) (Ti – Te ) L L/ λ espresso in W/mq

U x ( Ti – Te ) = =q

=

Legge di Fourier

=

www.dipae.it 16

Termografia - Energia termica

Wi

Wt

WaWr

S

Wincidente= Wassorbita+Wriflessa+WTrasmessa α+ρ+τ=1

www.dipae.it 17

Termografia - Energia termica

We

Wt

Wr

Wexit= Wemessa+Wriflessa+WTrasmessaε+ρ+τ=1

S

S’

www.dipae.it 18

Termografia - Energia termica

ε+ρ+τ=1α+ρ+τ=1

α+ρ+τ=ε+ρ+τ

α=ε Energia assorbita = Energia emessa

Partizione

www.dipae.it 19

Termografia - Energia termica

Legge di Stefan-Bolztman

5,67 x

www.dipae.it 20

Wt

Prova Pratica

www.dipae.it 21

Emissioni e lunghezze d’onda

Legge di PLANK

L’emissione IR è in funzione di :

Temperatura °KLunghezza onda in mt

www.dipae.it 22

l’emissività dipende dalla lunghezza d’onda

www.dipae.it 23

Calore specifico c = Il calore specifico di una sostanza è definito come la quantità di calore necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di un'unità di massa del materiale. Si misura in J / Kg K

Capacità Termica C = capacità di un materiale di immagazzinare energia e cederla in un secondo momentoC = c * m’ . Si misura in J/K

m’= ρ * d.

Q.tà calore assorbita Q=c* ρ*d*Δt in J/mq

(dove m’ in Kg/mc * d= 0,10 m secondo DIN4108)

Permeabilità termica b = Indica la quantità di calore che può penetrare o

nella materia b=

Si misura in J / mq K

Legenda:λ = conducibilità termica / ρ = peso specifico / c= calore specifico / d= spessore materiale / m’=massa

Altri concetti

www.dipae.it 24

Perché sentiamo più freddo il calcestruzzo del legno?

b calcestruzzo=

b legno=

Il calcestruzzo assorbe di piùE’ termicamente più permeabile

=2245 J/

=405 J/

www.dipae.it 25

Scopriamo che cos’è la capacità termica di un corpo

Prova Pratica

Infiltrazione di acqua su una tetto con guaina

www.dipae.it 26

Isolamento composto dal meteriale stesso

Isolamento termico costituito da isolante posto all’esterno

dell’ambiente

Isolamento termico costituito da isolante posto all’interno

dell’ambiente

Ti= +20°C

Te= -5 °C

Tm= -4 °C

Te= -5 °CTe= -5 °C

Ti= +20°CTi= +20°C

Tm= +17,5 °C Tm= +7,5 °C

La capacità termica

A parità di coibente e capacità termica è preferibile la soluzione che mantiene la parete ad una Tm più calda

E E E III

www.dipae.it 27

L’inerzia termica

Smorzamento e sfasamento – benefici e risparmi energeticiMaggiore è la massa termica e maggiore sarà la sua inerzia termica

www.dipae.it 28

www.dipae.it 29

Isolare : Ok ! Ma dove va messo isolamento ?

E IE I

Qual è la soluzione corretta ?

www.dipae.it 30

Il Livello di Isolamento è uno degli strumenti quantitativi che possono essere usati per la verifica degli ambienti con la macchina termografica.L’obiettivo di questo parametro è la valutazione della continuità dell’isolamento termico e della presenza di ponti termici, per mezzo della comparazione dello schema termico di una zona difettosa con una che si suppone correttamente isolata, definita arbitrariamente. Il Livello di Isolamento, chiamato anche Indice Termico in altri paesi, viene definito come:

IL = (Tsuperficie- Test) / (Tint - Test) x 100 %

LIVELLO DI ISOLAMENTO

Dall’equazione suddetta, è ovvio che definendo una soglia di IL è l’equivalente dell’impostare la più bassa temperatura ammissibile in una parete come allarme.

Tallarme = ILriferimento (Tint - Test) + Test

www.dipae.it 31

VALORI DI IL

Edifici abitati- IL > 75 %: situazione normale per una parete opaca,- IL 70%: ≅ situazione normale per un angolo,- IL compreso tra 65% e 75%: ci sono ovviamente alcuni problemi,- IL compreso tra 60% e 65%: problemi di costruzione, la struttura dovrebbe essere

controllata perchè ci sono potenziali rischi per la salute (formazione di muffe) e rischi strutturali,

- IL al di sotto del 60 %: pericolo per la salute (muffe) e/o rischi per la struttura.

Edifici disabitati, per esempio magazzini- IL > 50%: situazione normale.

Piscine- IL Non dovrebbe mai scendere al di sotto del 90%.

www.dipae.it 32

VALORI IDEALI DI CONFORT TERMICO

Temperatura aria di ca. 20°C,

+ Umidità relativa compresa tra 50% e 60%,

+ Non più di 8°C di differenza tra finestra e aria,

+ Non più di 5°C di differenza tra parete e aria.

www.dipae.it 33

Insulation level

Verifica preventiva formazioni muffa su partizioni

www.dipae.it 34

La capacità termica-esempio in edilizia

La finestra tamponata è visibile grazie alla differente capacità

termica dei materiali

www.dipae.it 35

Punti di fissaggio cappotti

www.dipae.it 36

Il terrazzo che crea continuità con il solaio …………

www.dipae.it 37

VERIFICA TERMICA

www.dipae.it 38

TERMOGRAFIA

www.dipae.it 39

www.dipae.it 40

Saturazione dell’acqua

30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -80.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

Punto di Saturazione

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

Temperature in °C

gra

mm

i ac

qu

a/m

c

www.dipae.it 41

Umidità -

Produzione

per giorno

www.dipae.it 42

ATTENZIONE: Se un materiale è impermeabile, non significa che esso resista anche al passaggio del vapore:

Dimensioni di una molecola di acqua 1/100.000 mm

Dimensioni di una molecola di vapore = 1/10.000.000 mm

Materiali impermeabili sono Calcestruzzo,tegole; essi sono freni vapore

Materiali che non fanno passare il vapore : Barriere vapore; es. alluminio

Dipende dal valore di μ e dallo spessore : μ x d = sd (metri)Sd < 20 freno vaporeSd > 20 barriera vapore

www.dipae.it 43

Vapore

δaria = 187,52 x 10^-12 Kg/sec m Pa

δ = permeabilità al vapore del materialeδa = permeabilità con RH% <= 50% asciuttoδu = permeabilità con RH% > 50% umido

μ = δaria/ δ

L’analogia della permeabilità è al valore λ , (conduttività termica del materiale)

Rv = μ * s = s/δ = sd (Resistenza al vapore, s in metri) Pa sec mq /kg

Nella UNI 10351 sono indicati diversi valori di permeabilità dei materiali

www.dipae.it 44

Vapore

www.dipae.it 45

Con punto di rugiada o temperatura di rugiada si intende la temperatura alla quale, a pressione costante, l'aria (o, più precisamente, la miscela aria-vapore) diventa satura di vapore acqueo.

www.dipae.it 46

www.dipae.it 47

UMIDITA’ - esempi

www.dipae.it 48

UMIDITA’ - tipi

www.dipae.it 49

Data logger termo igrometricoMonitoraggio continuato nel tempo di T e UHr% con verifica di eventuali situazioni favorevoli alla condensa superficiale

Il grafico testimonia le abitudini termiche degli occupanti dell’immobile

www.dipae.it 50

Diffusione del vapore

Senza barriera vapore Con barriera vapore

Partizione Partizione

Vapore Vapore

La barriera/freno vapore è lo strumento utilizzato per evitare condense interstiziali. La barriera va posta verso il lato caldo della partizione

www.dipae.it 51

Regole fondamentali

Analogia tra la trasmissione del calore in W e

trasmissione del vapore in Kg/sec

Q = U * A * (ti – te)

G = P * A * (Pvi – Pve)

www.dipae.it 52

Regole fondamentali

Interno Esterno

Resistenza termica = d spessore (mt) / λ

SD equivalente = μ x d spessore (mt)

Interno Esterno

Strato isolante posto normalmente all’esterno al fine di preservare l’elemento costruttivo dagli sbalzi termici e permettere allo stesso di immagazzinare l’energia termica e cederla all’ambiente durante le ore serali.

L’umidità che entra in uno strato deve poter passare con facilità al successivo con facilità al fine di evitare gli accumuli che possono danneggiare strutture ed isolamenti.

Partizione

Partizione

R

µ*d

www.dipae.it 53

Blower door

www.dipae.it 54

Blower door

E’ una tecnica che permette di verificare l’ermeticità degli edifici.E’ nata in Svezia nel 1075 ed è attualmente attivamente applicato in Francia, Svizzera, Regno Unito, Germania, Austria.In Italia è obbligatorio per CASA CLIMA classe A e A+ e da poco viene richiesto anche per le Classi B

L’uso è normato secondo UNI EN 13829:2002 e UNI EN ISO 13789:2008

www.dipae.it 55

Blower door

L'indice di permeabilità degli edifici non va mai sottovalutato.

Nei complessi residenziali, nelle abitazioni plurifamiliari e negli uffici, il problema addirittura si complica.

Il fenomeno può generare correnti fastidiose che propagano polvere, odori, rumore e persino fuoco (attraverso le condutture degli impianti tecnologici, attraverso i vani scala, le fughe dei soffitti, i muri divisori, le porte e i compartimenti che dovrebbero essere in realtà a tenuta di fumo e fuoco).

www.dipae.it 56

Blower door - Procedure

Al ventilatore sono collegati degli strumenti che misurano la differenza di pressione e l’ intensità del flusso d’ aria. La velocita’ di rotazione del ventilatore e’ regolata in modo tale da generare una ben determinata differenza di pressione tra l’ interno e l’ esterno. Di conseguenza si induce un flusso d’ aria pari a quello dovuto alle “perdite” dell’ edificio (a causa della depressione). Il flusso d’aria misurato viene diviso per il volume dell’ edificio. Questo valore puo' essere confrontato solo rispetto ad altri edifici e alle norme.

www.dipae.it 57

Blower door test - fasi

Il Blower Door Test si suddivide in tre fasi :

Nella prima fase viene creata e mantenuta una depressione constante di 50 Pa o leggermente superiore. Durante questa fase viene ispezionata l’intera superficie dell’ edificio (il suo involucro) alla ricerca delle “perdite”, per individuare dove l’indesiderata aria fuoriesce (punti non ermetici). Questi sono i punti responsabili delle perdite d’ aria e quindi del calore dell’edificio. Le perdite maggiori si possono sentire con la mano, mentre per quelle di intensità ridotta e' necessario un generatore di fumo oppure un anemometro.

Nella seconda fase viene creata una depressione crescente , si parte da valori pari a circa 10 Pa e si prosegue a passi di 5 o 10 Pa sino a raggiungere un valore finale di 70-80 Pa. Per ogni passo verrà registrato e protocollato il flusso di volume d’ aria.

Nella terza fase viene creata una sovrapressione (=depressione invertendo i lati) e le medesime misurazioni fatte nella fase 2 vengono ripetute. Questo indica quanto valgono le rimanenti perdite (con una pressione di riferimento di 50 Pa).

www.dipae.it 58

Blower door test - fasi

Il blower door test è finalizzato alla determinazione del valore n50, ovvero del numero orario di ricambi d’aria con una differenza di pressione esterno-interno delta-p di 50 Pascal;

n50 rappresenta un parametro prestazionale dell’edificio: tanto maggiore è, tanto maggiori sono le infiltrazioni d’aria nell’edificio, e quindi gli sprechi energetici per mantenerlo riscaldato d’inverno e raffrescato d’estate.

Con il test si misura il ricambio d’aria per infiltrazione in condizione di una differenza di pressione di 50 Pa (Pascal). Il numero di ricambi d’aria in questa condizione (n50) è dato dalla seguente formula:   n50 = V'50/VL

dove: V'50 è il volume d’aria infiltrata e VL è il volume climatizzato (riscaldato/raffreddato)

www.dipae.it 59

Blower door test - VALORI

Valori N50 in CASA CLIMA:

Classe CClasse BClasse AClasse A+

= 3= 2= 1< 0,6

Obbligatorio se è presente sistema di recupero calore con ventilazione forzata (dal 01.01.2008)Obbligatorio per tutte le case in legno e quelle costruite a secco (dal 01.01.2009)

In genere sono indesiderate perdite ove la velocità dell’aria ≥ 2,0 m/S. Correnti d’aria di velocità inferiore a 1m/s possono essere tollerate.

Un valore di n50 di 3 all'ora significa che con una differenza di pressione di 50 Pa il volume d' aria dell'edificio viene cambiato per 3 volte in un' ora.

www.dipae.it 60

Blower door

Perdite aria nei serramenti

www.dipae.it 61

1 Benefici ambientali: + Energia PULITA

2 Scelta eticamente responsabile

€ 3 Guadagno economico

a) un sistema solare fotovoltaico rappresenta un ottimo investimento• incentivo del conto energia• risparmio sulle bollette

b) installare un sistema solare fotovoltaico significa comprare in anticipo l’energia

elettrica che si userà nei prossimi decenni, avendo così la certezza che tale costo

rimarrà costante.

c) un sistema solare fotovoltaico aumenta il valore dell’edificio sul quale viene installato

www.dipae.it 62

ENERGIA PULITA -Amorfo completamente integrato

DIPARTIMENTO ANALISI Energetiche

631

Edizione Nr. 198

Aprile 2009

www.dipae.it 64

GRAZIE a TUTTI

• Indagini termografiche

• Prove trasmittanza con Termoflussimetro

• Prove con Blower Door di tenuta all’aria

• Verifiche acustiche

• Assistenza in cantiere e avanzamento lavori

• Progettazione termica ed acustica

• Certificazioni termiche

Corte delle Rose, 8

31015 CONEGLIANO TV

Tel. 0438.435194

Fax 0438.426203