UNI/TS 11300La nuova Normativa Nazionale per il calcolo della Prestazione Energetica degli edifici Vincenzo Corrado e Ilaria Ballarini

AUTORI:

Vincenzo Corrado, ingegnere civile, professore associato di Fisica tecnica ambientale presso il Politecnico diTorino, già vice-presidente dell’Ordine degli Ingegneri della provincia di Torino, è il referente italiano per ilCTI (Comitato Termotecnico Italiano) e per il CEN (Comité Européen de Normalisation) della normativatecnica sul tema “Isolamento termico degli edifici – metodi di calcolo delle prestazioni energetiche”, svolgeattività di ricerca e consulenza scientifica nei settori della termofisica dell’edificio, dell’energetica edilizia edel controllo dell’ambiente interno all’interno del gruppo di ricerca TEBE (Technology Energy Building Envi-ronment) nel dipartimento di Energetica, è autore di oltre 110 pubblicazioni scientifiche in ambito naziona-le ed internazionale.

Ilaria Ballarini, architetto, dottoranda in “Innovazione tecnologica per l’ambiente costruito” presso il Poli-tecnico di Torino, svolge attività di ricerca sul tema della prestazione energetica degli edifici all’interno delgruppo di ricerca TEBE (Technology Energy Building Environment) nel dipartimento di Energetica.

“La riproduzione dei prospetti contenuti all’interno della norma UNI TS 11300/1 e 2:2008 è stata auto-rizzata da UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione. L’unica versione che fa fede è quella originale re-peribile in versione integrale presso UNI, Via Sannio, 2 - 20137 Milano, tel. 02-70024200, fax 025515256e-mail: diffusione@uni.com, sito internet www.uni.com”

Sommario

1 QUADRO LEGISLATIVO E NORMATIVO GENERALE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1 La direttiva europea 2002/91/CE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 La normativa tecnica europea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 La normativa tecnica italiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.4 Legislazione italiana e normativa tecnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4.1 I decreti legislativi 192/2005 e 311/2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4.2 I decreti ministeriali 19/02/2007 e 11/03/2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.4.3 Il decreto legislativo 115/2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 LA UNI/TS 11300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1 Quadro del modello di calcolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1.1 Procedura generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1.2 Termini del bilancio termico dell’edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1.3 Calcolo del fabbisogno di acqua calda sanitaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1.4 Calcolo dei rendimenti energetici degli impianti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Quadro dei dati di ingresso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3 Quadro delle modalità di calcolo standard e delle semplificazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.1 Condizioni al contorno nelle valutazioni di progetto o standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.2 Semplificazioni nella definizione di dati d’ingresso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3 ESEMPI DI APPLICAZIONE DELLA UNI/TS 11300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.1 Edificio in progetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2 Edificio esistente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4 SIMBOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5 BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.1 Legislazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.2 Norme tecniche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.3 Letteratura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2

Tipo di valutazione

Determinazione della prestazione

Dati d’ingresso Funzione o scopo

Utenza Clima Edificio

di Progetto

Calcolata

Standard Standard Progetto Permesso di costruire,

Certificato energetico del progetto

Standard Standard Standard Reale Certificato energetico,

Verifica di requisiti di legge Adattata all’utenza

A seconda dello scopo Reale Ottimizzazione, Validazione, Progetto di riqualificazione

d’Esercizio Misurata Reale Reale Reale Certificato energetico,

Verifica di requisiti di legge

Tabella I: Tipi di valutazione energetica.

3

1 QUADRO LEGISLATIVO E NORMATIVO GENERALE

1.1 La direttiva europea 2002/91/CELa direttiva europea 2002/91/CE sul rendimento energetico degli edifici, di seguito indicata come “Direttiva”,ha imposto ai paesi dell’Unione Europea l’adozione, nella loro legislazione nazionale, di misure finalizzateall’uso razionale dell’energia ed alla riduzione dell’impatto ambientale. In particolare, a decorrere dal2006, si sono richieste le seguenti misure:

• la definizione di una metodologia di calcolo della prestazione energetica degli edifici (art. 3);

• la fissazione di requisiti minimi di prestazione energetica (art. 4);

•• applicati agli edifici di nuova costruzione (art. 5);

•• applicati agli edifici esistenti (art. 6);

• la certificazione energetica degli edifici (art. 7);

• l’ispezione periodica delle caldaie e degli impianti di condizionamento (artt. 8 e 9).

Secondo la definizione della Direttiva, la prestazione energetica di un edificio esprime la quantità di ener-gia stimata o effettivamente consumata per soddisfare i diversi bisogni (riscaldamento ambiente, riscalda-mento dell’acqua, raffreddamento, ventilazione, illuminazione …) connessi ad un uso standard dell’edificio.

Sempre secondo la Direttiva, nel calcolo della prestazione energetica devono essere presi in considerazio-ne la posizione e l’orientamento dell’edificio, le sue caratteristiche termiche, le caratteristiche di tutti gliimpianti (riscaldamento ambiente, produzione di acqua calda sanitaria, condizionamento dell’aria, ventila-zione, illuminazione), eventuali sistemi solari passivi ed attivi, altri sistemi di generazione di calore ed elet-tricità da fonti rinnovabili o di cogenerazione, sistemi di teleriscaldamento e di teleraffreddamento, nonchél’effetto delle condizioni climatiche interne, della ventilazione naturale e dell’illuminazione naturale.

1.2 La normativa tecnica europeaUn requisito essenziale per l’adozione delle misure previste dalla Direttiva EPBD è l’esistenza di uno sche-ma generale che definisca la metodologia di calcolo della prestazione energetica globale degli edifici. A talfine la Commissione Europea ha dato mandato al CEN (ente normatore europeo) perché mettesse a punto:

• una metodologia di calcolo condivisa della prestazione energetica degli edifici;

• metodi di valutazione adattabili alla certificazione energetica;

• linee guida generali per l’ispezione di caldaie, impianti di riscaldamento e di condizionamento dell’aria.

La normativa europea di recente pubblicazione comprende oltre 40 norme tecniche, pubblicate nel 2007dal CEN e recepite nel 2008 dall’UNI in lingua inglese. Un elenco completo delle norme tecniche utili per lavalutazione della prestazione energetica è riportato nel par. 5.2.

Come riportato nella UNI EN 15603, la valutazione energetica di un edificio può essere effettuata secondo di-verse procedure. Si distinguono la valutazione d’esercizio (operational rating), basata sulla lettura dei con-sumi reali, e la valutazione di calcolo (calculated rating), la quale può ancora essere classificata in base al-le condizioni al contorno. La metodologia più appropriata di valutazione energetica dipende dal tipo di ap-plicazione (v. Tabella I).

Le nuove norme tecniche europee sono articolate secondo la seguente classificazione:

1) Calcolo del fabbisogno totale di energia dell’edificio

2) Calcolo dell’energia erogata

3) Calcolo dell’energia termica netta per riscaldamento e raffrescamento

4) Calcoli di supportoa) Prestazioni termiche dei componenti edilizib) Ventilazione e infiltrazioni d’ariac) Surriscaldamento e protezione solared) Condizioni interne e clima esternoe) Definizioni e terminologia

5) Monitoraggio e verifica delle prestazioni energetiche

Secondo la normativa tecnica il calcolo della prestazione energetica dell’edificio si struttura in tre livelli (cfr.Figura. 1):

• calcolo dei fabbisogni termici netti di energia per il riscaldamento e il raffrescamento dell’edificio (UNIEN ISO 13790 e norme collegate);

• calcolo dell’energia erogata agli impianti di riscaldamento e raffrescamento, ventilazione, condizionamento,produzione di acqua calda sanitaria e illuminazione artificiale;

• calcolo degli indicatori di prestazione energetica globale, espressa in termini di energia primaria, emissionidi CO2, etc. (UNI EN 15603).

4

1.3 La normativa tecnica italianaNella sua complessa struttura, la normativa europea descrive diversi metodi di calcolo alternativi e definisce,per ciascun metodo, una serie di valori di default dei parametri di calcolo. Ai singoli paesi si consente discegliere il metodo ritenuto più adatto e di definire su base nazionale i valori di alcuni parametri, per me-glio adattare l’applicazione del metodo alle condizioni climatiche e alle tipologie costruttive ed impiantisti-che locali. Tutto ciò ha indotto l’UNI e il CTI a mettere a punto una serie di norme nazionali (UNI/TS11300), finalizzate all’applicazione delle norme europee in Italia, con particolare riferimento alle proceduredi verifica e valutazione previste dalla legislazione energetica nazionale. Il pacchetto delle norme UNI/TS11300 “Prestazioni energetiche degli edifici” è suddiviso in quattro parti:

• Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva edinvernale – Maggio 2008

• Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione in-vernale e per la produzione di acqua calda sanitaria – Maggio 2008

• Parte 3: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione esti-va (in inchiesta pubblica)

• Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per riscaldamento di ambienti epreparazione acqua calda sanitaria (in corso di elaborazione)

Per quanto riguarda le parti della UNI/TS 11300 già pubblicate nel 2008:

• la UNI/TS 11300-1 definisce le linee guida per l’applicazione nazionale della norma UNI EN ISO 13790:2008con riferimento al metodo mensile quasi-stazionario per il calcolo dei fabbisogni netti di energia per ri-scaldamento e per raffrescamento;

• la UNI/TS 11300-2 fornisce dati e metodi per la determinazione del fabbisogno di energia utile per lapreparazione dell'acqua calda sanitaria, delle perdite e dei fabbisogni di energia elettrica dei sistemi diriscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria, del fabbisogno annuo specifico di energia primariaper la climatizzazione invernale e per la preparazione dell’acqua calda per usi igienico sanitari, del rendi-mento globale medio stagionale.

5

Norme

tecniche europee

Norme

tecniche nazionali

UNI EN ISO 13790

11300-2

UNI/TS 11300-1

UNI/TS

UNI/TS 11300-3

UNI/TS 11300-4

Fabbisogno

termico per riscaldamento e

raffrescamento dell’edificio

Rendimenti per la

climatizzazione invernale e la

produzione di ACS

Rendimenti

per la climatizzazione

estiva

Utilizzo di energie

rinnovabili

UNI EN 15316-1

UNI EN 15316-2UNI EN 15316-3

UNI EN 15316-4-1

UNI EN 15316-4-2,3,4,5,6,7

UNI EN 15243

Figura 2: Relazione tra la normativa tecnica europea e quella italiana per il calcolo del fabbisogno di energia per la climatizzazione degli edifici.

1.4 Legislazione italiana e normativa tecnica

1.4.1 I decreti legislativi 192/2005 e 311/2006

La normativa tecnica per la determinazione della prestazione energetica degli edifici è richiamata all’inter-no della recente legislazione italiana in materia di rendimento energetico in edilizia.

In tal senso, il decreto legislativo 29 dicembre 2006, n. 311 – recante disposizioni correttive e integrativeal decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, e attuante la Direttiva – richiede che siano definite le meto-dologie di calcolo finalizzate al contenimento dei consumi di energia e che la prestazione energetica degli edi-fici sia espressa attraverso uno o più descrittori. A tal fine si stabilisce che si tengano in considerazione iseguenti elementi: clima esterno e interno; caratteristiche termiche dell’edificio; impianto di riscaldamentoe di produzione di acqua calda sanitaria; impianto di condizionamento dell’aria e di ventilazione; impiantodi illuminazione; posizione ed orientamento degli edifici; sistemi solari passivi e protezione solare; ventila-zione naturale; utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, di sistemi di cogenerazione e di riscaldamento econdizionamento a distanza (art. 4 e all. B).

I decreti richiedono che i calcoli e le verifiche necessarie siano eseguiti utilizzando metodi che garantiscanorisultati conformi alle migliori regole tecniche, e considerano rispondenti a tale requisito le norme tecnichepredisposte dagli organismi deputati a livello nazionale o comunitario, quali ad esempio l’UNI e il CEN, o al-tri metodi di calcolo recepiti con decreto del Ministro dello Sviluppo Economico. I decreti permettono co-munque l’utilizzo di altri metodi, procedure e specifiche tecniche che siano sviluppati da organismi istituzio-nali nazionali, quali l’ENEA, le università o gli istituti del CNR: in questo caso occorre motivarne l’uso nellarelazione tecnica di progetto; inoltre, si richiede che i risultati conseguiti con queste metodologie sianoequivalenti o conservativi rispetto a quelli che si otterrebbero applicando i metodi di calcolo ufficiali (all. I).

Nel calcolo rigoroso della prestazione energetica dell’edificio si chiede di prendere in considerazione i seguentielementi:

• lo scambio termico per trasmissione e ventilazione (naturale e meccanica) tra l’ambiente climatizzato el’ambiente esterno;

• lo scambio termico per trasmissione e ventilazione tra zone adiacenti a temperatura diversa;

• gli apporti termici interni e solari;

• l’accumulo del calore nella massa dell’edificio;

• l’eventuale controllo dell’umidità nell’ambiente climatizzato;

• le modalità di emissione, distribuzione, accumulo e generazione del calore negli impianti termici e lecorrispondenti perdite di energia;

• l’effetto di eventuali sistemi impiantistici per l’utilizzo di fonti rinnovabili di energia.

Per gli edifici di nuova costruzione del settore terziario con volume maggiore di 10.000 m³, si richiede di pren-dere in considerazione l’influenza dei fenomeni dinamici, attraverso l’uso di opportuni modelli di simula-zione, salvo che si possa dimostrare la scarsa rilevanza di tali fenomeni nel caso specifico.

Le norme, relative alla metodologia di calcolo ufficiale e in vigore nel momento in cui i decreti vi fanno rife-rimento, sono riportate nell’Allegato M, così suddivise:

• determinazione del fabbisogno energetico primario;

• ponti termici;

• verifiche condensa;

• valutazioni per il periodo estivo;

• schermature solari esterne;

• banche dati.

6

1.4.2 I decreti ministeriali 19/02/2007 e 11/03/2008

Il decreto del Ministero dello Sviluppo Economico 19 febbraio 2007, attuante i commi della Legge Finanzia-ria 2007 in materia energetica, all’interno delle note per la compilazione dell’attestato di qualificazioneenergetica (all. A), richiede di citare le norme tecniche nel documento e di specificare la metodologia dicalcolo utilizzata.

Parimenti, il decreto ministeriale emanato successivamente (11 marzo 2008) stabilisce il riferimento ai de-creti legislativi n. 192 e n. 311 per le metodologie per il calcolo del fabbisogno di energia primaria annuoper la climatizzazione invernale, della trasmittanza termica degli elementi costituenti l’involucro edilizio e del-la trasmittanza media del medesimo involucro.

1.4.3 Il decreto legislativo 115/2008In attuazione di quanto previsto dai succitati decreti legislativi, il decreto legislativo 30 maggio 2008, n.115 – recante attuazione della direttiva 2006/32/CE relativa all’efficienza degli usi finali dell’energia e iservizi energetici, e abrogante la direttiva 93/76/CEE – stabilisce che sia il Comitato Termotecnico Italiano(CTI) a predisporre lo strumento nazionale di riferimento per le metodologie di calcolo delle prestazioni ener-getiche degli edifici; in particolare, il decreto richiede che si adottino le norme tecniche nazionali UNI/TS11300 e le loro successive modificazioni (all. III, in riferimento all’art. 18 comma 6).

Pertanto tali norme costituiscono oggi, a livello nazionale, il riferimento metodologico per il calcolo del fab-bisogno di energia degli edifici.

7

2 LA UNI/TS 11300

2.1 Quadro del modello di calcolo2.1.1 Procedura generale

La procedura di calcolo delle UNI/TS 11300 prevede le seguenti fasi:

1) definizione dei confini dell’insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell’edificio;

2) se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo;

3) definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno;

4) calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell’edificio, dei fabbisogni netti di energia termica per il riscal-damento (QH,nd) e il raffrescamento (QC,nd);

5) calcolo dei rendimenti impiantistici e dei fabbisogni di energia primaria (Qp);

6) aggregazione dei risultati relativi alle diverse zone servite dagli stessi impianti.

I fabbisogni netti di energia per riscaldamento e raffrescamento si calcolano, per ogni zona dell’edificio eper ogni mese, come:

dove QH/C,nd è il fabbisogno netto di energia dell’edificio per riscaldamento/raffrescamento; QH/C,ht è lo scam-bio termico totale nel caso di riscaldamento/raffrescamento; QH/C,tr è lo scambio termico per trasmissionenel caso di riscaldamento/raffrescamento; QH/C,ve è lo scambio termico per ventilazione nel caso di riscal-damento/raffrescamento; Qgn sono gli apporti termici totali; Qint sono gli apporti termici interni; Qsol sono gliapporti termici solari; ηH,gn è il fattore di utilizzazione degli apporti termici; ηC,ls è il fattore di utilizzazionedelle dispersioni termiche.

Il fabbisogno di energia primaria per il riscaldamento dell’edificio può essere ottenuto come:

dove ηe, ηrg, ηd, ηgn sono i rendimenti dei sottosistemi nei quali si considera suddiviso l’impianto di riscal-damento, rispettivamente di emissione (e), regolazione dell’emissione in ambiente (rg), distribuzione (d) egenerazione (gn).

2.1.2 Termini del bilancio termico dell’edificio

Gli scambi termici si calcolano con le seguenti formule:

dove Htr,adj è il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona considerata, corretto pertenere conto della differenza di temperatura interno-esterno; Hve,adj è il coefficiente globale di scambio termicoper ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-ester-no; θint,set,H/C è la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento/raffrescamento della zona consi-derata; θe è la temperatura media mensile dell’ambiente esterno; Fr, k è il fattore di forma tra il componenteedilizio k–esimo e la volta celeste; Φr,mn, k è l’extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la vol-ta celeste dal componente edilizio k–esimo, mediato sul tempo; t è la durata del mese considerato.

Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione si ricava come:

dove HD, Hg, HU, HA sono i coefficienti di scambio termico per trasmissione, direttamente verso l’ambiente ester-no (D), verso il terreno (g), attraverso gli ambienti non climatizzati (U), verso altre zone interne o meno all’edifi-cio climatizzate a temperatura diversa (A); btr,x è il fattore di correzione dello scambio termico per trasmissione.

Htr,adj = HD + Hg + HU + HA Hx = btr,x [Σ i Ai Ui + Σk lkψk + Σ jχj]

QH/C,tr = Htr,adj · (θint,set,H/C – θe) · t + tΦFk

kk ⋅∑ }{ mn,r,,r

Q H/C,ve = Hve,adj · (θint,set,H/C – θe ) · t

gndrge

ndH,Hp, ηηηη

QQ

⋅⋅⋅=

QH,nd = QH,ht – ηH,gn · Qgn = (QH,tr + QH,ve) – ηH,gn · (Qint + Qsol)

QC,nd = Qgn – ηC,ls · QC,ht = (Qint + Qsol) – ηC,ls · (QC,tr + QC,ve)

8

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

∑

∑ ∑

h,w

u

p,H,W H,c,i p,i W,c,j H,aux W,aux INT,aux el,exp p,elp,j

w

w eri

Hve,adj = ρa·ca·{Σ bve,kk · fve,t,k ·qve,k }

tΦbtΦQl

lulk

k ⋅−+⋅= ∑∑ })1({}{ ,,mn,int,tr,mn,intint

tΦbtΦQl

llk

k ⋅−+⋅= ∑∑ })1({}{ ,umn,,soltr,,mnsol,sol

kkkk IAFΦ sol,sol,ob,sh,mn,sol, =

Asol = Fsh,gl ggl (1 - FF) Aw,p

Asol = αsol,c Rse Uc Ac

Il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione si ricava come:

(8)

dove ρaca è la capacità termica volumica dell’aria; qve,k è la portata volumica del flusso d’aria k-esimo; bve,k è il fattore di correzione della temperatura per il flusso d’aria k-esimo (bve,k ≠ 1 nel caso dipre-riscaldamento, pre-raffrescamento o di recupero termico sulla ventilazione); fve,t,k è la frazione ditempo in cui si verifica il flusso d’aria k-esimo.

Gli apporti termici si calcolano con le seguenti formule:

(9)

(10)

dove le due sommatorie si riferiscono rispettivamente ai flussi, tutti mediati sul tempo, entranti e/o generati nel-la zona climatizzata e negli ambienti non climatizzati, ed inoltre btr,l è il fattore di riduzione per l’ambiente nonclimatizzato avente la sorgente di calore interna l-esima oppure il flusso termico l-esimo di origine solare; Φint,mn,kè il flusso termico prodotto dalla k-esima sorgente di calore interna; Φint,mn,u,l è il flusso termico prodotto dal-la l-esima sorgente di calore interna nell’ambiente non climatizzato adiacente u; Φsol,mn,k è il flusso termico diorigine solare nell'ambiente climatizzato attraverso la k-esima superficie d’involucro; Φsol,mn,u,l è il flusso ter-mico l-esimo di origine solare nell’ambiente u. Il flusso Φsol,mn,k si calcola come:

(11)

dove Fsh,ob,k è il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni relativo all’area di captazionesolare effettiva; Asol, k è l’area di captazione solare effettiva; Isol,k è l’irradianza solare media mensile.

L’area di captazione solare effettiva di un componente vetrato si ricava come:

(12)

dove Fsh,gl è il fattore di riduzione degli apporti solari relativo all’utilizzo di schermature mobili; ggl è la tra-smittanza di energia solare della parte trasparente del componente; FF è la frazione di area relativa al tela-io, rapporto tra l’area proiettata del telaio e l’area proiettata totale del componente finestrato; Aw,p è l’areaproiettata totale del componente vetrato (l’area del vano finestra).

L’area di captazione solare effettiva di una parete opaca si ricava come:

(13)

dove αsol,c è il fattore di assorbimento solare del componente opaco; Rse è la resistenza termica superficia-le esterna del componente opaco; Uc è la trasmittanza termica del componente opaco; Ac è l’area proietta-ta del componente opaco.

2.1.3 Calcolo del fabbisogno di acqua calda sanitaria

L’energia termica richiesta per riscaldare l’acqua calda per usi igienico sanitari è ricavata come:

(14)

dove ρ è la massa volumica dell’acqua, c è il suo calore specifico, VW è il volume d’acqua giornaliero, θer èla temperatura di erogazione, θ0 è la temperatura d’ingresso dell’acqua fredda, G è il numero di giorni delperiodo di calcolo.

Il volume d’acqua giornaliero è ricavato come:

(15)

dove a è il fabbisogno specifico, mentre Nu è un parametro che quantifica l’utenza e dipende dalla destina-zione d’uso: superficie di pavimento per le residenze, numero di letti per gli alberghi e per gli ospedali, nu-mero di alunni per le scuole, numero di docce installate per le palestre, numero di pasti per i ristoranti …

2.1.4 Calcolo dei rendimenti energetici degli impianti

L’espressione generale del fabbisogno di energia primaria è:

(16)

9

dove QH,c,i è il fabbisogno di energia per riscaldamento ottenuto da ciascun vettore energetico i (combusti-bili, energia elettrica, etc.); QW,c,j è il fabbisogno di energia per acqua calda sanitaria ottenuto da ciascun vet-tore energetico j (combustibili, energia elettrica, etc.); QH,aux è il fabbisogno di energia elettrica per ausi-liari degli impianti di riscaldamento; QW,aux è il fabbisogno di energia elettrica per gli ausiliari degli impiantidi produzione acqua calda sanitaria; QINT,aux è il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari di eventuali si-stemi che utilizzano energie rinnovabili e di cogenerazione; Qel,exp è l’energia elettrica esportata dal siste-ma (da solare fotovoltaico, cogenerazione); fp,i/j è il fattore di conversione in energia primaria del vettoreenergetico i o j o dell’energia ausiliaria elettrica (el).

Il fabbisogno di energia primaria può essere scomposto considerando separatamente il riscaldamento(Qp,H) e l’acqua calda sanitaria (Qp,W):

(17)

Si definiscono i seguenti rendimenti globali medio stagionali:

(18)

(19)

(20)

Il rendimento globale medio stagionale viene determinato suddividendo l’impianto di riscaldamento nei se-guenti sottosistemi:

• sottosistema di emissione (e);

• sottosistema di regolazione dell’emissione di calore in ambiente (rg);

• sottosistema di distribuzione (d);

• sottosistema di accumulo (eventuale) (s);

• sottosistema di generazione (gn);

e l’impianto di produzione di acqua calda sanitaria nei seguenti sottosistemi:

• sottosistema di erogazione (W,er);

• sottosistema di distribuzione (W,d);

• sottosistema di accumulo (eventuale) (W,s);

• sottosistema di generazione (W,gn).

Il calcolo del fabbisogno di energia primaria è basato sul calcolo delle perdite di energia nelle varie sezioniche compongono l’impianto (sottosistemi). Parte di queste perdite sono recuperabili: la UNI/TS 11300-2 spe-cifica quali e come calcolarle.

Vi sono due livelli di calcolo:

• calcolo semplificato basato su valori precalcolati contenuti in tabelle nelle quali sono precisate le condizionial contorno che fissano i limiti di applicazione delle tabelle (in questo caso non si considerano le perdite re-cuperabili);

• calcolo dettagliato per determinare le perdite d’impianto nei casi più complessi o comunque quando nonpossano essere utilizzati i valori delle tabelle.

È possibile stabilire delle relazioni tra le perdite e i rendimenti dei diversi sottosistemi che costituisconol’impianto di riscaldamento:

(21)

(22)

(23)

(24)

dove QW,lrh sono le perdite recuperate dal sistema di produzione di acqua calda sanitaria, i termini Ql e ηrappresentano rispettivamente le perdite e il rendimento di ciascun sottosistema.

10

11

2.2 Quadro dei dati di ingressoI dati necessari per il calcolo del fabbisogno di energia per la climatizzazione possono essere differenziati aseconda che si riferiscano all’edificio, all’impianto termico, all’utenza o al clima. I dati sull’edificio, distinti in base alle zone termiche definite, comprendono:

• il volume netto e la superficie netta calpestabile;

• le caratteristiche geometriche dell’involucro edilizio;

• le caratteristiche geometriche degli elementi ombreggianti (altri edifici, aggetti): •• area;•• posizione; •• orientamento;

• le caratteristiche dei componenti finestrati che determinano i valori dei seguenti parametri termici e solari:•• trasmittanza termica di vetri e telai; •• resistenza termica aggiuntiva delle chiusure oscuranti; •• trasmittanza di energia solare totale dei vetri (in presenza e in assenza di schermature mobili);

• le caratteristiche costruttive e superficiali dei componenti opachi d’involucro che determinano i valori deiseguenti parametri termici: •• trasmittanza termica; •• capacità termica areica interna; •• emissività termica della superficie esterna;•• fattore di assorbimento solare della superficie esterna;

• le caratteristiche costruttive di tutti gli altri componenti della struttura edilizia (partizioni orizzontali everticali) che determinano il valore della capacità termica interna;

• le caratteristiche dei ponti termici: tipologia, dimensioni, trasmittanza termica lineare.

I dati sull’impianto comprendono:

• le caratteristiche del sottosistema di emissione: tipo e posizione dei terminali, temperatura di mandata delfluido termovettore;

• le caratteristiche del sottosistema di distribuzione: •• percorso delle tubazioni; •• lunghezza delle tubazioni; •• trasmittanza termica delle tubazioni;

• le caratteristiche del sottosistema di generazione (generatore con combustione a fiamma): •• potenza termica utile nominale; •• rendimento a carico pieno; •• rendimento a carico intermedio; •• perdite a carico nullo;•• temperatura del generatore;

• le caratteristiche del sottosistema di regolazione: •• tipo di regolazione (es. climatica + zona);•• modalità di regolazione (es. proporzionale con banda di regolazione di ampiezza pari a 1°C).

I dati sull’utenza comprendono:

• le modalità di occupazione dell’edificio:•• profilo giornaliero, settimanale e mensile di occupazione; •• attività svolte; •• apparecchiature presenti; •• apporti interni di calore;

• le modalità di gestione delle chiusure oscuranti e delle schermature mobili delle finestre; • le modalità di ventilazione:

•• tipo di ventilazione (naturale, meccanica); •• tipo di regolazione della portata; •• portata di ventilazione;

• le modalità di gestione dell’impianto termico:•• durata del periodo di riscaldamento;•• profilo giornaliero e settimanale di funzionamento;•• temperatura di set-point;•• temperatura di set-back (eventuale).

I dati climatici comprendono i valori medi mensili della temperatura esterna e dell’irradianza solare sui di-versi componenti dell’involucro edilizio.

2.3 Quadro delle modalità di calcolo standard e delle semplificazioniPer le valutazioni di tipo “ufficiale” (verifica dei requisiti di legge, certificazione energetica), al fine di depu-rare il risultato dall’effetto dello specifico comportamento dell’utenza o da particolari condizioni climatiche,occorre fare riferimento a un’utenza convenzionale e ad un clima di riferimento. La UNI/TS 11300 definiscetali condizioni al contorno “standard”, così come riportato nel par. 2.3.1 di questo documento.

Per valutazioni effettuate su edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di infor-mazioni più precise, la norma prevede l’adozione di opportune semplificazioni nel calcolo e nella definizio-ne dei dati d’ingresso. Tali semplificazioni sono schematizzate nel par. 2.3.2 di questo documento.

2.3.1 Condizioni al contorno nelle valutazioni di progetto o standard

Per quanto riguarda i dati climatici la UNI/TS 11300 richiama la norma UNI 10349 (valori di temperatura eirradianza solare medi mensili) e il D.P.R. 412/1993 (gradi giorno).

Per quanto riguarda le condizioni termiche degli edifici o delle unità immobiliari adiacenti, la UNI/TS11300-1 impone una temperatura di 20 °C in inverno e di 26 °C in estate.

Per quanto riguarda, invece, le modalità di gestione del sistema edificio-impianto, la UNI/TS 11300-1 defi-nisce un’utenza convenzionale, come sinteticamente schematizzato in Tabella II.

12

2.3.2 Semplificazioni nella definizione di dati d’ingresso

Le semplificazioni operate nella definizione dei dati d’ingresso rappresentano la principale causa di deviazionetra i risultati dei diversi strumenti di calcolo o, a parità di strumento di calcolo, dei diversi soggetti che liapplicano.

La normativa tecnica fornisce una serie di semplificazioni rivolte principalmente alla certificazione energeti-ca degli edifici esistenti, da adottarsi in assenza di dati di progetto attendibili.

Alcune semplificazioni riguardano l’uso di dati precalcolati per la caratterizzazione di singoli componenti,da adottarsi quando non si disponga di dati documentati e non si possano effettuare, anche per motivazio-ni di ordine economico, indagini sperimentali di approfondimento. Un quadro di sintesi dei dati precalcolatiè rappresentato in Tabella III.

A completare il quadro della Tabella III, si ricorda anche l’ampio numero di valori default definiti dalla UNI/TS11300-2 in appendice B ai fini della determinazione analitica del rendimento di generazione.

Una seconda famiglia di dati precalcolati sono quelli finalizzati, non già alla caratterizzazione del singolo com-ponente, ma alla modellazione semplificata di un fenomeno fisico che riguarda un intero gruppo di compo-nenti. In questo caso l’utilizzo di valori precalcolati consente di evitare una descrizione analitica dei vari com-ponenti che costituiscono la parte del sistema edificio-impianto considerata. In tabella IV si riportano le prin-cipali semplificazioni previste dalle norme UNI/TS 11300.

13

3 ESEMPI DI APPLICAZIONE DELLA UNI/TS 11300La metodologia di calcolo presentata nella UNI/TS 11300, parti 1 e 2, finalizzata alla determinazione deifabbisogni di energia termica e primaria per la climatizzazione degli edifici, è applicata a due edifici di de-stinazione d’uso prevalentemente residenziale.

Il primo caso studio è un edificio in progetto, la cui valutazione energetica è effettuata mediante un calcolodi progetto (design rating), con l’introduzione di dati convenzionali in riferimento al clima esterno e all’usodell’edificio, e di dati progettuali in relazione alle caratteristiche dell’edificio. Il secondo caso è un edificioesistente, la cui analisi energetica avviene attraverso il calcolo in condizioni standard (asset rating), condati di ingresso convenzionali per il clima esterno e l’uso, e dati reali per le caratteristiche dell’edificio.

Le due diverse tipologie di valutazione energetica dipendono dal tipo di applicazione: nel caso di edificio inprogetto il calcolo è finalizzato al rilascio del permesso di costruire, oppure alla stesura del certificato ener-getico in determinate condizioni; nel caso di edificio esistente, la valutazione di tipo asset rating è finaliz-zata alla stesura del certificato energetico, oppure alla verifica dei requisiti energetici di legge.

3.1 Edificio in progettoL’edificio in progetto è una palazzina a sei piani fuori terra a destinazione d’uso mista, con il piano terra oc-cupato da attività commerciali e i livelli superiori adibiti a residenza. La costruzione, prevista nella città diTorino, si inserisce in un contesto urbano: l’affaccio principale è rivolto a nord su strada (Fig. 3), quello se-condario a sud verso il cortile interno (Fig. 4). Le testate est ed ovest sono previste in aderenza ad altri edi-fici; l’unico ostacolo esterno del contesto edificato è rappresentato da un edificio fronteggiante la facciata nordlocalizzato sul lato opposto della strada, poiché la rimanente area sarà occupata da un parco urbano.

L’edificio presenta dieci unità immobiliari di circa 75 m2, collocate a coppia su ciascun piano e separate dalsistema di distribuzione, che è situato internamente al centro dell’edificio ed è privo di pareti esterne (Fig. 5); l’altezza interpiano è di 3,35 m.

14

Figura 3: Prospetto nord. Figura 4: Prospetto sud.

L’edificio ha struttura portante in telaio di c.a. e solai latero-cementizi (Fig. 6). Le chiusure verticali opachesono costituite da laterizio a cassa vuota con interposto isolante termico e intercapedine d’aria; il rivesti-mento esterno è in lamiera metallica al piano terra e all’ultimo piano, mentre i piani intermedi sono trattatiad intonaco di colore chiaro. La chiusura orizzontale è costituita da una copertura continua piana; il solaiodella zona commerciale separa l’ambiente riscaldato dal piano interrato, che ospita le cantine condominiali.Le chiusure verticali trasparenti sono costituite da serramenti in vetro triplo bassoemissivo e telaio in le-gno, nella zona residenziale, e telaio in alluminio, nella zona commerciale; i sistemi schermanti, presenti nel-la facciata a sud, sono ante scorrevoli in legno. In particolare, le ante collocate a filo del balcone sono inposizione fissa per metà. A nord i serramenti sono privi di elementi schermanti mobili e i parapetti dei bal-coni, rientranti rispetto al filo facciata, sono in struttura piena. Un sistema di bow-window caratterizza isoggiorni di alcune unità immobiliari. Tutti gli elementi costruttivi dell’involucro edilizio rispettano i requisi-ti di prestazione energetica stabiliti dal D. Lgs. 311 del 2006 (Tabella V).

15

Figura 5: Pianta del piano tipo. Figura 6: Sezione verticale.

CHIUSURE OPACHE

Parete perimetrale Solaio di copertura

s = 47 cm s = 45 cm

Uc= 0,27 W/(m2K) Uc= 0,32 W/(m2K)

m = 506 kg/m2 m = 630 kg/m2

κi= 68,3 kJ/(m2K) κi= 71,6 kJ/(m2K)

CHIUSURE TRASPARENTI

Zona residenziale Uw=1,6 W/(m K) (media) Zona commerciale Uw = 1,73 W/(m22 K) (media)

Vetro (4-9-4-9-4 mm) Vetro (4-9-4-9-4 mm) Telaio s = 0,10 m Telaio s = 0,12 m

Ugl = 1,30 W/(m2K) UF = 1,70 W/(m2K) Ugl= 1,30 W/(m2K) UF = 2,50 W/(m2K)

ggl,n = 0,50

ε = 0,10

Distanziale

Ψ = 0,06 W/(mK)

ggl,n = 0,50

ε = 0,10

Distanziale

Ψ = 0,08 W/(mK)

Schermatura (ove presente): ggl+sh =0,03 Schermatura assente

LATO

INTERN

O

LATO INTERNO

Tabella V: Riassuntivo dei principali parametri prestazionali dell’involucro edilizio.

L’edificio è servito da un impianto di riscaldamento di tipo centralizzato ad acqua; il generatore di calore èunico per tutte le unità immobiliari ad uso residenziale e i servizi commerciali. Il vano scala e le cantine delpiano interrato sono ambienti non climatizzati. Il generatore di calore è costituito da una caldaia a conden-sazione a gas metano e i terminali di emissione termica in ambiente sono sistemi radianti a pavimento.L’impianto di distribuzione del fluido termovettore è di tipo verticale con diramazione orizzontale nelle sin-gole unità immobiliari. Il sistema di regolazione è di tipo climatico e ambiente, modulante. Non è presenteun impianto per il raffrescamento estivo, né un sistema di ventilazione meccanica. L’impianto per la produ-zione di acqua calda igienico-sanitaria è di tipo individuale.

Per l’analisi energetica l’edificio è stato suddiviso in zone termiche, secondo il criterio presentato nella UNI/TS11300-1: il piano terra, ad uso commerciale, costituisce la zona termica n. 1, mentre i piani intermedi el’ultimo piano costituiscono due zone termiche distinte, rispettivamente la zona termica n. 2 e la zona ter-mica n. 3. In Fig. 7 sono riassunti i principali parametri tipologico-dimensionali dell’edificio e delle tre zonetermiche di calcolo.

16

Vn Vl An,p Al,p Ad Aw Ad/Vl Ad/An,p Aw/Ad Aw/An,p

2668 m3 3856 m3 888 m2 1096 m2 1638 m2 324 m2 0,42 m-1 1,84 0,20 0,36

ZONA TERMICA 1 Piano terra – uso commerciale

ZONA TERMICA 1 Piano terra – uso commerciale

Al,p = 148 m2Vl = 640 m3

Aw/An,p = 0,55Aw/Ad = 0,16

Aw = 67,7 m2Ad/An,p = 3,34

Ad = 411 m2Ad/Vl = 0,64 m-1

An,p = 123 m2Vn = 449 m3

Al,p = 148 m2Vl = 640 m3

Aw/An,p = 0,55Aw/Ad = 0,16

Aw = 67,7 m2Ad/An,p = 3,34

Ad = 411 m2Ad/Vl = 0,64 m-1

An,p = 123 m2Vn = 449 m3

ZONA TERMICA 2 Piani intermedi – uso residenziale

ZONA TERMICA 2 Piani intermedi – uso residenziale

Al,p = 771 m2Vl = 2583,5 m3

Aw/An,p = 0,32Aw/Ad = 0,24

Aw = 199 m2Ad/An,p = 1,34

Ad = 831,16 m2Ad/Vl = 0,32 m-1

An,p = 622 m2Vn = 1804 m3

Al,p = 771 m2Vl = 2583,5 m3

Aw/An,p = 0,32Aw/Ad = 0,24

Aw = 199 m2Ad/An,p = 1,34

Ad = 831,16 m2Ad/Vl = 0,32 m-1

An,p = 622 m2Vn = 1804 m3

ZONA TERMICA 3 Ultimo piano – uso residenziale

ZONA TERMICA 3 Ultimo piano – uso residenziale

Al,p = 177 m2Vl = 632,8 m3

Aw/An,p = 0,40Aw/Ad = 0,14

Aw = 57,2 m2Ad/An,p = 2,77

Ad = 396 m2Ad/Vl = 0,62 m-1

An,p = 143 m2Vn = 414,7 m3

Al,p = 177 m2Vl = 632,8 m3

Aw/An,p = 0,40Aw/Ad = 0,14

Aw = 57,2 m2Ad/An,p = 2,77

Ad = 396 m2Ad/Vl = 0,62 m-1

An,p = 143 m2Vn = 414,7 m3

EDIFICIO COMPLESSIVO

Figura 7: Sintesi dei principali parametri tipologico-dimensionali dell’edificio e delle zone termiche.

La UNI/TS 11300-1 suddivide i dati di ingresso per il calcolo del fabbisogno di energia termica dell’edificioin tre gruppi: dati relativi all’edificio (caratteristiche tipologiche, termiche e costruttive), dati climatici e da-ti relativi alle modalità di occupazione ed uso dell’edificio. Gli ultimi due gruppi di dati sono determinati, ri-spettivamente, dal luogo nel quale è situato l’edificio e dalla destinazione d’uso; in particolare, i dati clima-tici sono desunti dalla norma UNI 10349 e i dati d’utenza sono valori forniti dalla UNI/TS 11300-1 e deri-vanti da un uso standard dell’edificio (design rating) (cfr. par. 2.3.1). I dati relativi all’edificio, se disponibi-li, sono determinati analiticamente; per contro, la norma fornisce alcuni dati precalcolati per la caratteriz-zazione di singoli componenti, da adottarsi quando non si abbiano a disposizione dati documentati (cfr. par.2.3.2). Trattandosi in questo caso di un edificio in progetto, tutti i dati sono noti.

Si è proceduto analiticamente alla determinazione dei seguenti dati:

• volume netto dell’ambiente climatizzato e area netta climatizzata;

• trasmittanza termica dei componenti dell’involucro edilizio;

• trasmittanza di energia solare totale dei componenti trasparenti dell’involucro edilizio;

• fattori di assorbimento solare delle facce esterne dei componenti opachi dell’involucro edilizio;

• emissività delle facce esterne dei componenti dell’involucro edilizio;

• tipologia, lunghezza e trasmittanza lineare dei ponti termici;

• caratteristiche geometriche di tutti gli elementi esterni (altri edifici, aggetti, etc.) che ombreggiano icomponenti trasparenti dell’involucro edilizio;

• capacità termica dei componenti della struttura dell’edificio;

• fattori di correzione dello scambio termico tra ambiente climatizzato e non climatizzato.

kk

kpt ψH l⋅=∑

Il volume netto climatizzato e l’area netta climatizzata sono dati conosciuti, in quanto, trattandosi di unprogetto, sono desumibili dai documenti grafici. Parimenti, gli spessori e i parametri termofisici dei mate-riali costituenti l’involucro edilizio (massa volumica, conducibilità termica, calore specifico, emissività e fat-tori di assorbimento solare, etc.) sono noti. Perciò, la trasmittanza termica delle chiusure opache (25) edelle chiusure trasparenti (26) è così determinata:

(25)

(26)

La lunghezza dei ponti termici è stata ricavata dagli elaborati grafici di progetto; la trasmittanza termica li-neare, da applicarsi alla lunghezza del relativo ponte termico, è stata tratta dalla norma UNI EN ISO 14683(Tabella VI). L’energia termica trasmessa attraverso l’involucro edilizio nel periodo di calcolo (QH/C,tr), de-terminata secondo la formulazione riportata nella UNI/TS 11300-1, deve includere anche il contributo deiponti termici che, in termini di coefficiente di scambio termico, è così espresso (27):

(27)

17

∑ ∑ +++=

l ekk

l

l

i

c

λ h1Rs

h1

1U  

Fgl

glglFFglglw

ψAA

lUAUAU+

⋅+⋅+⋅=

Tipologia F3

soffitto

Tipologia F8

pavimento

Tipologia W12

serramento

Tipologia C3

angolo

Tipologia B3

balcone

Tipologia R7

copertura

Ψe= 0,38 W/mK Ψe=0,10 W/mK Ψe= 0,05 W/mK Ψe= -0,2 W/mK Ψe= 0,75 W/mK Ψe= 0,55 W/mK

Tabella VI: Tipologie di ponte termico dell’edificio in progetto e relativi valori di trasmittanza termica lineare (UNI EN ISO 14683).

NOTA: Poiché il flusso termico attraverso il ponte termico è suddiviso tra soffitto e pavimento, il relativo cofficiente di trasmissione termica lineare è diviso a metà.

Gli elementi esterni fissi che ombreggiano i componenti trasparenti dell’edificio sono costituiti da:

• un edificio fronteggiante la palazzina in esame sul fronte nord;

• aggetti verticali e aggetto orizzontale caratterizzanti le logge a sud;

• aggetti verticali e aggetto orizzontale caratterizzanti le logge a nord.

L’angolo sull’orizzonte per ostacolo esterno, definito per ciascuna zona termica (differenti colori) è rappre-sentato in Fig. 8. Gli angoli di aggetto per balcone a sud e balcone a nord sono riportati rispettivamente inFig. 9 e in Fig. 10. A ciascun angolo indicato, per ciascuna tipologia di elemento ombreggiante, è associatoun valore del fattore di ombreggiatura, secondo l’Appendice D della UNI/TS 11300-1.

18

α=45°

β=51°

1,5 m

1,5

m

Figura 8: Angoli sull’orizzonte per ostruzione esterna (edificio fronteggiante a nord).

Figura 9: Angoli di aggetto orizzontale e verticale delle logge a sud.

La capacita termica degli elementi che compongono la struttura dell’edificio è determinata attraverso la ca-pacità termica areica interna del singolo elemento (parete, solaio) – essendo noti i materiali costituenti e irelativi parametri termici – e l’area del componente stesso (28).

(28)

Il fattore di correzione dello scambio termico tra ambiente climatizzato e ambiente non climatizzato è cal-colato secondo la formula (29). Per la determinazione analitica del fattore è necessario conoscere la com-posizione degli elementi delimitanti verso l’esterno gli spazi non climatizzati. Il fattore è stato calcolato peril vano scala e il piano interrato, che costituiscono gli ambienti non climatizzati dell’edificio in esame: il va-lore del fattore btr è pari a 0,12 per il vano scala e a 0,71 per il piano interrato.

(29)

Definiti i dati d’ingresso, si riportano di seguito i risultati relativi al calcolo del fabbisogno di energia termi-ca per la climatizzazione dell’edificio. In Fig. 11 sono indicati, a livello mensile, i fabbisogni netti di energiatermica per il riscaldamento e per il raffrescamento, relazionandoli con l’energia scambiata per trasmissio-ne e ventilazione, e con l’energia relativa agli apporti termici.

19

α=35°

β=37°

1,05 m

1,05

m

Figura 10: Angoli di aggetto orizzontale e verticale delle logge a nord.

SCAMBI TERMICI, APPORTI E FABBISOGNI TERMICI DELL'EDIFICIO

02468101214161820

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI

[MW

h]

TRASMISSIO NE

VENTILAZIO NE

APP. SO LARI

APP. INTERNI

Energia termica Riscaldamento

Energia termica Raffrescamento

Figura 11: Valori dei termini dell’equazione di bilancio energetico dell’edificio in progetto, suddivisione mensile.

∑ ⋅= iim κAC

)()( ∑ ∑∑ ∑∑ ∑

⋅+⋅+⋅+⋅⋅+⋅

=ueueueueiuiuiuiu

ueueueuextr lAUlAU

lAUb , ψψψ

I fabbisogni mensili specifici per il riscaldamento e per il raffrescamento di ciascuna zona termica e del-l’edificio nella sua totalità sono indicati in Fig. 12. Il fabbisogno annuo di energia termica per unità di su-perficie dell’edificio è di 50,7 kWh/m2 per il riscaldamento e di 14,8 kWh/m2 per il raffrescamento.

20

FABBISOGNO SPECIFICO DI ENERGIA TERMICA DELLE ZONE E DELL'EDIFICIO (RISCALDAMENTO e RAFFRESCAMENTO)

0

5

10

15

20

25

30

35

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI

[kW

h/m2 ]

ZO NA TERMICA 1

ZO NA TERMICA 2

ZO NA TERMICA 3

EDIFICIO

Fig. 12: Valori del fabbisogno termico specifico per il riscaldamento e per il raffrescamento dell’edificio in progetto, suddivisione per zone termiche.

La UNI/TS 11300 parte 2 è stata applicata per la determinazione del fabbisogno di energia primaria per laclimatizzazione dell’edificio in progetto. Poiché l’edificio è privo di un impianto di raffrescamento estivo, il cal-colo è stato effettuato esclusivamente per la climatizzazione invernale, attraverso l’individuazione dei ren-dimenti impiantistici e il calcolo delle perdite di energia termica dei sottosistemi dell’impianto di riscalda-mento.

La norma stabilisce i metodi da adottare per ciascun sottosistema impiantistico e per i diversi tipi di valuta-zione di calcolo. In particolare, per la valutazione di progetto, la determinazione dei rendimenti di emissio-ne, di regolazione e di generazione è rimandata all’utilizzo di dati precalcolati riportati nella norma, qualorasiano rispettate le condizioni al contorno dalle quali tali dati sono originati; diversa è invece la determina-zione del rendimento di distribuzione, per il quale la norma fornisce una procedura dettagliata.

L’entità delle perdite di emissione è influenzata dall’altezza del locale, dal carico termico medio annuo e daltipo di terminale di emissione in ambiente: il rendimento di emissione dell’edificio in esame è ricavato dallanorma (prospetto 17) per locali con altezza inferiore a 4 m, carico medio annuo tra 4 e 10 W/m3 e pannelliisolati annegati a pavimento, condizioni queste che rappresentano l’edificio in progetto. Il rendimento di emis-sione tabulato è pari a 0,98.

Il rendimento di regolazione è associato alle caratteristiche del tipo di regolazione e al livello di inerzia ter-mica dei terminali di emissione in ambiente: il valore precalcolato fornito dalla norma (prospetto 20) è paria 0,98 per la tipologia di regolazione presente nell’edificio in progetto, ossia climatica e ambiente con re-golatore modulante (banda 0,5 °C).

Le perdite del sottosistema di distribuzione sono ricavate attraverso la seguente procedura analitica, che èpresentata nell’Appendice A della norma:

1) determinazione della trasmittanza termica lineare degli elementi della rete di distribuzione;

2) calcolo delle lunghezze degli elementi della rete di distribuzione;

3) determinazione della temperatura media dell’acqua nel circuito;

4) determinazione della temperatura media dell’ambiente nel quale sono installate le tubazioni;

5) individuazione del tempo di attivazione del circuito;

6) calcolo delle perdite totali come somma delle perdite dei singoli tratti;

7) calcolo dell’energia ausiliaria;

8) calcolo delle perdite recuperate.

Poiché per l’edificio in esame non è stata progettata la rete di distribuzione del fluido termovettore, si èscelto di utilizzare il dato precalcolato del rendimento di distribuzione fornito dalla norma, secondo il tipo disistema di distribuzione dell’edificio in progetto (Fig. 13). Il valore del rendimento, pari a 0,99, deve esserecorretto con un fattore fornito dalla norma (prospetto 22), poiché si tratta di un impianto a bassa tempera-tura. Il rendimento risultante è quindi pari a 0,997.

21

IMPIANTI CENTRALIZZATI A DISTRIBUZIONE ORIZZONTALE

Altezza edificio

Isolamento distribuzione

Legge 10/91 Periodo di

realizzazione dopo il 1993

Discreto Periodo di

realizzazione 1993-1977

Medio Periodo di

realizzazione 1976-1961

Insufficiente Periodo di

realizzazione prima del

1961 Fino a 3 piani

0,980 0,969 0,958 0,947

Oltre 3 piani

0,990 0,980 0,969 0,958

Figura 13:Tabella con il valore precalcolato del rendimento di distribuzione per il tipo di impianto dell’edificio in esame (oltre i tre piani; periodo di realizzazione dopo il 1993).

ΔT fumi -acqua ritorno

a Pn

Valore di base

F1 F2

F5

F7

1 1,25 1,5 40 50 60 > 60

< 12 °C 104 0 0 0 -1 -3 0 -4 -6 -7 da 12 °C a 24 °C

101 0 0 0 -1 -3 0 -2 -3 -4

> 24 °C 99 0 0 0 -1 -2 0 -1 -2 -3

Figura 14: Tabella con il valore precalcolato del rendimento di generazione della caldaia a condensazione dell’edificio in esame (valore di base 101; F2; F7, pari o inferiore a 40 °C).

Il rendimento di generazione è tabulato in base alla differenza di temperatura tra i fumi e l’acqua di ritornoa potenza nominale; a questo valore è sottratta una o più unità, a conseguenza del verificarsi delle condi-zioni riportate all’interno della norma (codici da F1 a F7) e illustrate in Fig. 14 per il tipo di generatore in-stallato nell’edificio in esame. In questo caso il valore di base è 1,01 e, poiché l’installazione è all’esterno (F2)e la temperatura di ritorno in caldaia nel mese più freddo è inferiore a 40 °C (F7), il rendimento è assuntopari a 1.

Il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento dell’edificio in progetto è pari a 52,9 kWh/m2.

3.2 Edificio esistenteL’edificio esistente oggetto di valutazione energeti-ca è una torre su pilotis localizzata nella città di To-rino (Figg. 15 e 16). Il suo utilizzo è prevalentementeresidenziale e si sviluppa su nove piani; il piano in-terrato ospita uffici. La costruzione risale alla fine de-gli anni Sessanta ed è inserita all’interno di un lottourbano: il fronte principale, contenente l’ingresso,è su un corso ad est, mentre a sud ed a ovest l’edi-ficio affaccia sul cortile interno. La torre è contor-nata da edifici di sei piani a nord e di otto piani a sud;ad ovest vi è un basso fabbricato ed a est l’edificioè parzialmente ombreggiato da alberature postesul corso (Fig. 17).

L’edificio presenta tre diverse configurazioni di pia-no: il secondo e il terzo piano fuori terra sono ugua-li e ciascuno ospita quattro unità immobiliari di cir-ca 25 m2; dal quarto al settimo piano fuori terra lapianta si ripete con due unità immobiliari per pianoda 62 m2 e 95 m2 (Fig. 18); l’ottavo, il nono e il de-cimo piano fuori terra, uguali fra loro, sono costi-tuiti da tre unità immobiliari da 81 m2, 82 m2 e 32 m2.L’altezza interpiano è di 3,3 m. Il sistema distributi-vo, ai vari piani, è costituito da un vano scala loca-lizzato al centro dell’edificio, con affaccio verso il cor-tile ad ovest. La scala conduce alle unità immobilia-ri attraverso pianerottoli a ciascun piano. All’in-gresso dell’edificio, una scala aperta conduce agli uf-fici del piano interrato, a -2,60 m rispetto al livellostradale; scalini interni collegano gli uffici ad un’al-tra area adibita allo stesso uso a -3,3 m. Una scalaa cielo aperto, all’interno del lotto adibito a giardi-no, porta alle cantine condominiali localizzate nel pia-no interrato e confinanti con gli uffici.

22

Figura 15: Fotografia dell’edificio (sud-est).

Figura 16: Fotografia dell’edificio (nord-ovest).

Figura 17: Fotografia aerea del contestourbano nel quale è inserito l’edificio (indicato dalla freccia).

Le informazioni sul sistema edificio-impianto possono essere ricavate dai disegni progettuali, da rilievi in cam-po e da colloqui con gli abitanti e con l’amministratore di condominio, al fine di registrare la situazione at-tuale. L’edificio ha struttura portante in telaio di c.a. e solai latero-cementizi. Le chiusure verticali opachesono costituite da muratura di tamponamento a cassa vuota, con faccia esterna in mattone paramano e fi-nitura interna in intonaco; nella cassa vuota è posto uno strato isolante termo-acustico e tra il paramano el’isolante vi è uno strato di intonaco. La chiusura orizzontale è costituita da una copertura continua piana che,come il solaio della zona pilotis, è isolata con uno strato di polistirolo espanso. Le chiusure verticali traspa-renti sono costituite da serramenti in vetro singolo e telaio in legno, nella zona residenziale, e vetro doppioe telaio in PVC, nella zona uffici; non vi sono sistemi schermanti, ma elementi oscuranti costituiti da tappa-relle in legno nella zona residenziale (Tabella VII).

23

Figura 18: Pianta dei piani quarto, quinto, sesto e settimo (disegno progettuale).

Zona reside

Vetro singo

Ugl = 5,7 W

ggl,n = 0,85

ΔR (tappar

Parete perim

enziale Uw= 4,6

olo T

W/(m2K)

elle) = 0,16 m2K

CH

metrale

s = 30 cm

Uc= 0,66 W/(m

Cassone�

Uc= 6 W/(m2K

CHIU

W/(m2K) (med

Telaio in legno

UF = 1,8 W/(m2

K/W

HIUSURE OPAC

m2K)

K)

USURE TRASPAR

dia) Zona

Vetr

2K) Ugl =

ggl,n

ΔR =

CHE

Solaio d

RENTI

a uffici Uw= 2,85

ro doppio

= 2,9 W/(m2 K)

= 0,75

= 0 m2K/W

di copertura

s = 30 cm

Uc = 0,49

5 W/(m2K) (me

Telaio in P

UF = 2 W/

m

9 W/(m2K)

edia)

PVC

/(m2K)

Tabella VII: Riassuntivo dei principali parametri prestazionali dell’involucro edilizio.

L’edificio è servito da un impianto di riscaldamento di tipo centralizzato ad acqua; il generatore di calore èunico per tutte le unità immobiliari ad uso residenziale e gli uffici del piano interrato. Il vano scala e le canti-ne del piano interrato sono ambienti non climatizzati. Il generatore di calore è costituito da una caldaia a gasmetano e i terminali di emissione termica in ambiente sono radiatori in ghisa. L’impianto di distribuzione delfluido termovettore è di tipo a colonne montanti, con collegamenti con i terminali di emissione isolati termi-camente inseriti in traccia nel paramento interno dei tamponamenti esterni. Il sistema di regolazione è di ti-po climatico con sonda esterna. Non è presente un impianto per il raffrescamento estivo, né un sistema diventilazione meccanica. L’impianto per la produzione di acqua calda igienico-sanitaria è di tipo individuale.

Per l’analisi energetica l’edificio è stato suddiviso in quattro zone termiche: la zona termica n. 1 è rappre-sentata dall’ultimo piano, la zona termica n. 2 raggruppa i piani intermedi, la zona termica n. 3 costituisceil piano su pilotis e la zona termica n. 4 è il piano interrato che ospita gli uffici. In Fig. 19 sono riassunti iprincipali parametri tipologico-dimensionali dell’edificio e delle quattro zone termiche di calcolo.

24

Figura 19: Riassuntivo dei principali parametri tipologico-dimensionali dell’edificio e delle zone termiche.

Vn Vl An,p Al,p Ad Aw Ad/Vl Ad/An,p Aw/Ad Aw/An,p

5136 m3 6606 m3 1712 m2 1957 m2 3946 m2 290 m2 0,60 m-1 2,30 0,07 0,17

ZONA TERMICA 1 (h. 3,45 m) Ul�mo piano – uso residenziale

ZONA TERMICA 1 (h. 3,45 m) Ul�mo piano – uso residenziale

Al,p = 222 m2Vl = 765,5 m3

Aw/An,p = 0,17Aw/Ad = 0,06

Aw = 34 m2Ad/An,p = 2,78

Ad = 546 m2Ad/Vl = 0,71 m-1

An,p = 196 m2Vn = 588 m3

Al,p = 222 m2Vl = 765,5 m3

Aw/An,p = 0,17Aw/Ad = 0,06

Aw = 34 m2Ad/An,p = 2,78

Ad = 546 m2Ad/Vl = 0,71 m-1

An,p = 196 m2Vn = 588 m3

ZONA TERMICA 2 (h. 23,1 m) Piani intermedi – uso residenziale

ZONA TERMICA 2 (h. 23,1 m) Piani intermedi – uso residenziale

Al,p = 1291 m2Vl = 4260 m3

Aw/An,p = 0,18Aw/Ad = 0,10

Aw = 202 m2Ad/An,p = 1,79

Ad = 2015 m2Ad/Vl = 0,47 m-1

An,p = 1126 m2Vn = 3378 m3

Al,p = 1291 m2Vl = 4260 m3

Aw/An,p = 0,18Aw/Ad = 0,10

Aw = 202 m2Ad/An,p = 1,79

Ad = 2015 m2Ad/Vl = 0,47 m-1

An,p = 1126 m2Vn = 3378 m3

ZONA TERMICA 3 (h. 3,45 m) Secondo piano f.t. – uso residenziale

ZONA TERMICA 3 (h. 3,45 m) Secondo piano f.t. – uso residenziale

Al,p = 125 m2Vl = 432,6 m3

Aw/An,p = 0,21Aw/Ad = 0,06

Aw = 22 m2Ad/An,p = 3,48

Ad = 369 m2Ad/Vl = 0,85 m-1

An,p = 106 m2Vn = 318 m3

Al,p = 125 m2Vl = 432,6 m3

Aw/An,p = 0,21Aw/Ad = 0,06

Aw = 22 m2Ad/An,p = 3,48

Ad = 369 m2Ad/Vl = 0,85 m-1

An,p = 106 m2Vn = 318 m3

ZONA TERMICA 4 (hm. 3,25 m) Piano interrato – uso ufficio

ZONA TERMICA 4 (hm. 3,25 m) Piano interrato – uso ufficio

Al,p = 319 m2Vl = 1148 m3

Aw/An,p = 0,12Aw/Ad = 0,03

Aw = 32 m2Ad/An,p = 3,58

Ad = 1016 m2Ad/Vl = 0,88 m-1

An,p = 284 m2Vn = 852 m3

Al,p = 319 m2Vl = 1148 m3

Aw/An,p = 0,12Aw/Ad = 0,03

Aw = 32 m2Ad/An,p = 3,58

Ad = 1016 m2Ad/Vl = 0,88 m-1

An,p = 284 m2Vn = 852 m3

EDIFICIO COMPLESSIVO

Per il calcolo del fabbisogno termico dell’edificio in esame, i dati d’ingresso relativi all’utenza sono fornitidalla UNI/TS 11300-1 e riferiti ad un uso standard dell’edificio (asset rating); i dati climatici sono desunti dal-la norma UNI 10349 (cfr. par. 2.3.1). Alcuni dati relativi all’edificio sono stati determinati analiticamente,altri sono valori precalcolati ricavati dalla norma e adottati a causa di insufficiente documentazione sul-l’edificio esistente (cfr. par. 2.3.2).

Si è proceduto analiticamente alla determinazione dei seguenti dati:

• volume netto dell’ambiente climatizzato e area netta climatizzata;

• trasmittanza termica dei componenti dell’involucro edilizio;

• trasmittanza di energia solare totale dei componenti trasparenti dell’involucro edilizio;

• fattori di assorbimento solare delle facce esterne dei componenti opachi dell’involucro edilizio;

• emissività delle facce esterne dei componenti dell’involucro edilizio;

• caratteristiche geometriche di tutti gli elementi esterni (altri edifici, aggetti, etc.) che ombreggiano icomponenti trasparenti dell’involucro edilizio.

Il volume netto climatizzato e l’area netta climatizzata sono stati dedotti dai documenti grafici progettuali,previa verifica che non differissero dallo stato di fatto. Parimenti, gli spessori e i parametri termofisici dei ma-teriali costituenti l’involucro edilizio (massa volumica, conducibilità termica, calore specifico, emissività e fat-tori di assorbimento solare, etc.) sono stati tratti dalla documentazione progettuale, in seguito alla confer-ma da parte degli abitanti e dell’amministratore di condominio che nessun intervento di modificazione dei ca-ratteri edilizi è stato effettuato nel corso degli anni. Se le informazioni non fossero state disponibili, si sa-rebbe potuto ricorrere alle semplificazioni fornite dalla UNI/TS 11300-1 attraverso i dati precalcolati conte-

nuti nelle Appendici A, B e C. I valori della trasmittanza termica sono stati quindi calcolati con le equazioni(25) e (26).

Gli elementi esterni fissi che ombreggiano i componenti trasparenti dell’edificio sono costituiti da:

• edifici circostanti;

• aggetti orizzontali e aggetti verticali che costituiscono le sporgenze e le rientranze dell’edificio (cfr. Figg.15 e 16).

A ciascun angolo ricavato geometricamente, per ciascuna tipologia di elemento ombreggiante, è associatoun valore del fattore di ombreggiatura, secondo le tabelle dell’Appendice D della norma.

Il flusso termico disperso attraverso i ponti termici, la capacità termica interna dell’edificio e il fattore dicorrezione dello scambio termico tra ambienti climatizzato e non climatizzato non sono stati determinati ana-liticamente, per mancanza di informazioni, e, in alternativa, si sono utilizzati i rispettivi dati precalcolatiforniti dalla norma.

Il flusso termico trasmesso attraverso gli elementi dell’involucro edilizio non comprende, in questo caso, ilflusso relativo ai ponti termici, il cui contributo è invece considerato attraverso una maggiorazione applica-ta alla trasmittanza dell’involucro opaco, a seconda del tipo di struttura muraria. Tale percentuale maggio-rativa tiene conto anche della presenza dei serramenti. Per l’edificio in esame si è applicata una maggiora-zione del 20 %, corrispondente alla chiusura verticale opaca indicata in Fig. 20 (parete a cassa vuota con iso-lamento nell’intercapedine e ponte termico non corretto).

25

Descrizione della struttura Maggiorazione [%] Parete con isolamento dall’esterno (a cappotto) senza aggetti/balconi e ponti termici corretti

5

Parete con isolamento dall’esterno (a cappotto) con aggetti/balconi 15 Parete omogenea in mattoni pieni o in pietra (senza isolante) 5 Parete a cassa vuota con mattoni forati (senza isolante) 10 Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico corretto)

10

Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico non corretto)

20

Pannello prefabbricato in calcestruzzo con pannello isolante all’interno 30

Figura 20: Maggiorazioni percentuali relative alla presenza dei ponti termici.

I valori precalcolati della capacità termica interna dell’edificio sono espressi in unità di superficie d’involu-cro e sono illustrati in Fig. 21. L’edificio in esame è caratterizzato dai seguenti elementi, che permettono dideterminare in maniera semplificata la capacità termica:

• intonaco di calce e gesso;

• isolamento posto nell’intercapedine muraria sul lato esterno;

• pareti esterne di massa medio-pesante;

• pavimenti in piastrelle.

La capacità termica interna dell’edificio precalcolata è pari a 135 kJ/m2K per unità di superficie di involucro.

Il fattore di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzato e non climatizzato è indicato inFig. 22 per il vano scala e le cantine del piano interrato. Il vano scala è costituito da un ambiente conuna parete esterna e con serramenti esterni: il fattore è pari a 0,5, considerando una sola parete conserramenti. Le cantine non hanno serramenti, perciò il fattore è assunto pari a 0,5.

26

Caratteristiche costruttive dei componenti edilizi Numero di piani

Intonaci Isolamento Pareti esterne Pavimenti 1 2 ≥ 3 Capacità termica areica

gesso

interno qualsiasi tessile 75 75 85 interno qualsiasi legno 85 95 105 interno qualsiasi piastrelle 95 105 115

assente/esterno leggere/blocchi tessile 95 95 95 assente/esterno medie/pesanti tessile 105 95 95 assente/esterno leggere/blocchi legno 115 115 115 assente/esterno medie/pesanti legno 115 125 125 assente/esterno leggere/blocchi piastrelle 115 125 135 assente/esterno medie/pesanti piastrelle 125 135 135

malta

interno qualsiasi tessile 105 105 105 interno qualsiasi legno 115 125 135 interno qualsiasi piastrelle 125 135 135

assente/esterno leggere/blocchi tessile 125 125 115 assente/esterno medie tessile 135 135 125 assente/esterno pesanti tessile 145 135 125 assente/esterno leggere/blocchi legno 145 145 145 assente/esterno medie legno 155 155 155 assente/esterno pesanti legno 165 165 165 assente/esterno leggere/blocchi piastrelle 145 155 155 assente/esterno medie piastrelle 155 165 165 assente/esterno pesanti piastrelle 165 165 165

Figura 21: Capacità termica per unità di superficie d’involucro (kJ/m2K).

Ambiente confinante btr,x Ambiente - con una parete esterna - senza serramenti esterni e con almeno due pareti esterne - con serramenti esterni e con almeno due pareti esterne (per esempio, autorimesse) - con tre pareti esterne (per esempio, vani scala esterni)

0,4 0,5 0,6 0,8

Piano interrato o seminterrato - senza finestre o serramenti esterni - con finestre o serramenti esterni

0,5 0,8

Sottotetto - tasso di ventilazione del sottotetto elevato (per esempio, tetti ricoperti con tegoleo altri materiali di copertura discontinua) senza rivestimento con feltro o assito 1,0 - altro tetto non isolato 0,9 - tetto isolato 0,7 Aree interne di circolazione (senza muri esterni e con tasso di ricambio d’aria minore di 0,5 h-1)

0,0

Aree interne di circolazione liberamente ventilate (rapporto tra l’area delle aperture e volume dell’ambiente maggiore di 0,005 m2/m3)

1,0

Figura 22: Fattore di correzione dello scambio termico, btr,x.

Definiti i dati d’ingresso, si riportano di seguito i risultati relativi al calcolo del fabbisogno di energia ter-mica per la climatizzazione dell’edificio. In Fig. 23 sono indicati, a livello mensile, i fabbisogni netti dienergia termica per il riscaldamento e per il raffrescamento, relazionandoli con l’energia scambiata per tra-smissione e ventilazione, e con l’energia relativa agli apporti termici.

27

SCAMBI TERMICI, APPORTI E FABBISOGNI TERMICI DELL'EDIFICIO

0102030405060708090100

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI

[MW

h]

TRASMISSIO NE

VENTILAZIO NE

APP. SO LARI

APP. INTERNI

Energia termica Riscaldamento

Energia termica Raffrescamento

Figura 23: Valori dei termini dell’equazione di bilancio energetico dell’edificio esistente, suddivisione mensile.

FABBISOGNO SPECIFICO DI ENERGIA TERMICA DELLE ZONE E DELL'EDIFICIO (RISCALDAMENTO e RAFFRESCAMENTO)

05101520253035404550556065

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI

[kW

h/m2 ]

ZO NA TERMICA 1

ZO NA TERMICA 2

ZO NA TERMICA 3

EDIFICIO

ZO NA TERMICA 4

Figura 24: Valori del fabbisogno termico specifico per il riscaldamento e per il raffrescamentodell’edificio esistente, suddivisione per zone termiche.

I fabbisogni mensili specifici per il riscaldamento e per il raffrescamento di ciascuna zona termica e del-l’edificio nella sua totalità sono indicati in Fig. 24. Il fabbisogno annuo di energia termica per unità di su-perficie dell’edificio è di 166,5 kWh/m2 per il riscaldamento e di 14,1 kWh/m2 per il raffrescamento.

Attraverso l’applicazione della UNI/TS 11300 parte 2 si è calcolato il fabbisogno di energia primaria per laclimatizzazione dell’edificio esistente. Poiché l’edificio è privo di un impianto di raffrescamento estivo, ilcalcolo è applicato solamente per la climatizzazione invernale, attraverso l’individuazione dei rendimentiimpiantistici e il calcolo delle perdite di energia termica dei sottosistemi dell’impianto di riscaldamento.

Per la valutazione di un edificio esistente, la determinazione dei rendimenti di emissione, di regolazione, didistribuzione e di generazione è rimandata all’utilizzo di dati precalcolati riportati nella norma, qualora sia-no rispettate le condizioni al contorno dalle quali tali dati sono originati.

Il rendimento di emissione è ricavato dalla norma (prospetto 17) per locali con altezza inferiore a 4 m, ca-rico medio annuo tra 4 e 10 W/m3 e radiatori collocati su parete esterna isolata, caratteristiche queste del-l’edificio in esame. Il rendimento di emissione riportato è pari a 0,94.

Il rendimento di regolazione è associato alle caratteristiche del tipo di regolazione e al livello di inerzia ter-mica dei terminali di emissione in ambiente: il valore precalcolato per la tipologia di regolazione presente nel-l’edificio in esame, ossia climatica con sonda esterna, è variabile a livello mensile poiché dipende dal rapportotra apporti e dispersioni di calore e dal fattore di utilizzazione degli apporti interni e solari (prospetto 20).

Il dato precalcolato del rendimento di distribuzione fornito dalla norma, secondo il tipo di sistema di distri-buzione dell’edificio in esame (Fig. 25), è pari a 0,934.

28

IMPIANTI CENTRALIZZATI CON MONTANTI DI DISTRIBUZIONE

Tipo di distribuzione

Altezza edificio

Isolamento distribuzione nel cantinato

Legge 10/91 Periodo di

realizzazione dopo il 1993

Discreto Periodo di

realizzazione 1993-1977

Medio Periodo di

realizzazione 1976-1961

Insufficiente Periodo di

realizzazione prima del

1961 Montanti in traccia nei paramenti interni o nell’intercapedine. Isolamento leggero. Periodo di costruzione: 1993-1977

1 piano 0,908 0,880 0,868 0,856 2 piani 0,925 0,913 0,901 0,889 3 piani 0,939 0,927 0,917 0,904 4 piani 0,949 0,938 0,927 0,915

5 piani e più

0,955 0,943 0,934 0,922

Particolare

Figura 25:Tabella con il valore precalcolato del rendimento di distribuzione per il tipo di impianto dell’edificio in esame (oltre i cinque piani; periodo di realizzazione 1961-1976).

Il rendimento di generazione è tabulato a partire da un valore di base, al quale è sottratta una o più unità,a seguito del verificarsi delle condizioni riportate all’interno della norma (codici da F1 a F7) e riportate inFig. 26 per il tipo di generatore installato nell’edificio in esame. In questo caso il valore di base è 0,9; con-siderando una temperatura media di caldaia maggiore di 65 °C in condizioni di progetto (F4), il rendimentoè assunto pari a 0,88.

Valore di base F1

F2 F3 F4 1 2 4

90 0 -2 -6 -9 -2 -2

Figura 26: Tabella con il valore precalcolato del rendimento di generazione del generatore di calore (atmosferico, tipo B, classificato 2 stelle) dell’edificio in esame (valore di base 90; F4).

Il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento dell’edificio esistente è pari a 252,2 kWh/m2.

29

4 SIMBOLOGIA

A area [m2]

b fattore di correzione dello scambio termico [-]

Cm capacità termica [kJ/K]

F fattore [-]

g trasmittanza di energia solare totale

H coefficiente di scambio termico [W/K]

h coefficiente di scambio termico liminare [W/m2K]

I irradianza solare [W/m2]

l lunghezza [m]

m massa superficiale [kg/m2]

R resistenza termica [m2K/W]

Q energia [MJ], [kWh]

s spessore [m]

t tempo [Ms]

U trasmittanza termica [W/m2K]

V volume [m3]

ε emissività relativa alla radiazione termica ad elevata lunghezza d’onda

Ф flusso termico [W]

η efficienza, fattore di utilizzazione

θ temperatura [°C]

κ capacità termica areica [kJ/m2K]

λ conducibilità termica [W/mK]

ψ trasmittanza termica lineare [W/mK]

Pedici

adj corretto mn medio

C raffrescamento n netto (riscaldato), incidenza normale

c opaco nd fabbisogno netto

D esterno p pavimento, primaria (energia)

d disperdente, distribuzione r radiante

e esterno, emissione rg regolazione (sistema)

er erogazione s accumulo

F telaio set regolazione (temperatura)

g terreno sh schermatura solare

gl vetro sol solare

gn apporto gratuito, generazione tr trasmissione termica

H riscaldamento u non climatizzato

ht scambio termico ve ventilazione

i,int interno W acqua calda sanitaria

l lordo (riscaldato) , perdite w serramento

ls dispersioni

[-]

[-]

[-]

5 BIBLIOGRAFIA

5.1 LegislazioneDirettiva 2002/91 del Parlamento Europeo e del Consiglio del 16 dicembre 2002 sul rendimento energeticonell’edilizia, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale delle Comunità europee n. L1 del 4 gennaio 2003, p. 65.

Legge 9 gennaio 1991 n. 10 “Norme per l'attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso ra-zionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”, pubblicata sulSupplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 13 del 16 gennaio 2001.

D.P.R. 26 agosto 1993 n. 412 “Regolamento recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizioe la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia in at-tuazione dell’art. 4, comma 4, della legge 9 gennaio 1991, n. 10”, pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 96del 14 ottobre 1993.

Decreto Legislativo 19 agosto 2005, n. 192 “Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimentoenergetico nell'edilizia”, pubblicato nel Supplemento ordinario n. 158/L alla Gazzetta Ufficiale n. 222 del 23settembre 2005.

Decreto Legislativo 29 dicembre 2006, n. 311 “Disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo19 agosto 2005, n. 192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nel-l'edilizia”, pubblicato nel Supplemento ordinario n. 26 alla Gazzetta Ufficiale n. 26 del 1° febbraio 2007.

Decreto Legislativo 30 maggio 2008 n. 115 “Attuazione della direttiva 2006/32/CE relativa all'efficienzadegli usi finali dell'energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93/76/CEE", pubblicato nellaGazzetta Ufficiale n. 154 del 3 luglio 2008.

Decreto del Ministero dell’Economia e delle Finanze e del Ministero dello Sviluppo Economico 19 febbraio 2007“Disposizioni in materia di detrazioni per le spese di riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esi-stente, ai sensi dell'articolo 1, comma 349, della legge 27 dicembre 2006, n. 296”, pubblicato sulla Gazzet-ta Ufficiale n. 47 del 26 febbraio 2007.

Decreto del Ministero dello Sviluppo Economico 11 marzo 2008 “Attuazione dell’articolo 1, comma 24, let-tera a) della legge 24 dicembre 2007, n. 244, per la definizione dei valori limite di fabbisogno di energiaprimaria annuo e di trasmittanza termica ai fini dell’applicazione dei commi 344 e 345 dell’articolo 1 della leg-ge 27 dicembre 2006, n. 296”, pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 66 del 18 marzo 2008.

5.2 Norme tecniche

UNI 8477-2. Energia solare. Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia. Valutazione degli apporti otte-nibili mediante sistemi attivi o passivi. Dicembre 1985.

UNI 10339. Impianti aeraulici a fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la ri-chiesta d’offerta, l’ordine e la fornitura. Giugno 1995.

UNI 10349. Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici. Aprile 1994.

UNI 10351. Materiali da costruzione. Conduttività termica e permeabilità al vapore. Marzo 1994.

UNI 10355. Murature e solai. Valori della resistenza termica e metodo di calcolo. Maggio 1994.

UNI EN 410. Vetro per edilizia. Determinazione delle caratteristiche luminose e solari delle vetrate. Marzo2000.

UNI EN 673. Vetro per edilizia. Determinazione della trasmittanza termica (valore U). Metodo di calcolo.Ottobre 2005.

UNI EN 675. Vetro per edilizia. Determinazione della trasmittanza termica (valore U). Metodo dei termo-flussimetri. Giugno 1999.

UNI EN 1745. Muratura e prodotti per muratura. Metodi per determinare i valori termici di progetto. Aprile2005.

UNI EN 12792. Ventilazione degli edifici. Simboli, terminologia e simboli grafici. Aprile 2005.

30

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Testi: Vincenzo Corrado, Ilaria Ballarini

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