Corso di Componenti e Impianti Termotecnici. VERIFICA DEL C d

Transcript

1 VERIFICA DEL C d 1

2 1) Determinazione del Coefficiente di dispersione volumico Cd [W/m 3 K] Rif. normativo: UNI App. E UNI 7357 Calcolo del Coefficiente di dispersione volumico Cd con: Φtr, p Cd = V θ UNI [40] Φ tr,p potenza termica dispersa per trasmissione attraverso l involucro dell edificio riscaldato in condizioni di progetto, calcolata secondo la norma UNI 7357, senza tenere conto degli aumenti previsti per l intermittenza di funzionamento ed espressa in W; V θ volume lordo delle parti di edificio riscaldato, definito dalle superfici esterne degli elementi che lo delimitano ed espresso in m 3 ; differenza di temperatura tra la temperatura interna di progetto e la temperatura esterna minima di progetto espressa in C. 2

3 2) Calcolo della potenza termica dispersa per trasmissione attraverso l involucro edilizio Φ tr,p [W] Rif. normativo: D.M. 30/7/86 G.U. 20/10/86 n. 244 Calcolo del Coefficiente di dispersione volumico Cd con: s numero edilizie disperdenti verso l ambiente esterno; p numero dei ponti termici disperdenti verso l ambiente esterno; A j area di ogni struttura edilizia in m 2 moltiplicata per il coefficiente di esposizione; K j trasmittanza termica di ogni struttura edilizia in W/m 2 K; L j lunghezza del ponte termico in m; Ψ j T j Φ tr, p = s A K T j j j j= 1 j= 1 trasmittanza termica lineare del ponte termico in W/mK; + differenza fra la temperatura interna e la temperatura dell ambiente confinante con la struttura o il ponte termico j-esimo. p L j Ψ j T j 3

4 3) Determinazione del volume lordo dell edificio o della zona termica V [m 3 ] Rif. normativo: UNI Cap. 4 Calcolo del Coefficiente di dispersione volumico Cd Il volume V è individuato dalla porzione di spazio, al lordo delle strutture, delimitata dall involucro edilizio e riscaldata con energia prodotta da un unico impianto. 4) Determinazione della differenza di temperatura tra la temperatura interna di progetto e la temperatura esterna minima di progetto θ [ C] Rif. normativo: UNI ) Determinazione del Coefficiente di dispersione volumico Cd [W/m 3 K] Rif. normativo: UNI App. E UNI

5 La trasmittanza - K secondo la UNI 7357 e U secondo la UNI rappresenta il flusso di calore che attraversa una superficie unitaria sottoposta ad una differenza di temperatura pari ad 1 C; è legata alle caratteristiche del materiale che costituisce la struttura, alle condizioni di scambio termico liminare e si assume pari all inverso della sommatoria delle resistenze degli strati: K con: h i α i n = 1 α s i λ i C i α e h e i + n s λ i 1 + n 1 C 1 + α i= 1 i i= 1 i e i i= 1 i i= 1 i e coefficiente superficiale di scambio termico verso l interno; adduttanza unitaria (ammissione); numero degli strati; spessore dello strato i-esimo; conducibilità del materiale dello strato omogeneo; conduttanza unitaria dello strato di materiale non omogeneo; adduttanza unitaria (emissione); coefficiente superficiale di scambio termico verso l esterno. U = 1 + h n s λ i 1 + n 1 C 1 + h 5

6 Strutture disperdenti 1) Pavimento contro terra (PAVTER) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI Descrizione UNI UNI 7357 UNI Spessore s (m) Conducibilità λ (W/mK) Conduttanza C (W/m 2 K) Resistenza termica R (m 2 K/W) 1 Piastrelle in ceramica 0,012 1,000 0, Sottofondo in cemento magro 0,040 0,730 0, C.l.s. di perlite e vermiculite 0,200 0,150 1, Trasmittanza termica del terreno U 0 RESISTENZA TERMICA TOTALE R (m 2 K/W) = 1,4001 Strato liminare orizzontale interno (flusso discendente) α i (W/mK) = 5,815 Coefficiente superficiale di scambio verso l'interno h i (W/m 2 K) = 7,7 TRASMITTANZA TERMICA DELLA STRUTTURA K (W/m 2 K) = 1 / (1/α i + R) = 0,6361 TRASMITTANZA TERMICA DELLA STRUTTURA U (W/m 2 K) = 1 / (1/h i + R) = 0,6536 6

7 Per il calcolo delle dispersioni di calore verso il sottosuolo si utilizza la trasmittanza fittizia K 1 (UNI ): 1 1 K1 = = = 0,4826 W / m K C 0, Per la determinazione della trasmittanza del pavimento appoggiato sul terreno U 0 si utilizzano i Prosp. III, IV, V - UNI 10346, che tengono conto sia della resistenza termica del pavimento che del rapporto P/A. La trasmittanza sarà quindi determinata, in questo esempio, interpolando tra i valori tabulati e risulta: 2 K U 0 = 0,31 W / m 2 K 7

8 2) Solaio di copertura (SOLCOPT) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI Descrizione Spessore s (m) Conducibilità λ (W/mK) Conduttanza C (W/m 2 K) Resistenza termica R (m 2 K/W) 1 Malta di gesso con inerti 0,020 0,290 0, Soletta in c.l.s. armato 0,200 1,910 0, Barriera al vapore in bitume 0,002 0,170 0, Fibra di vetro pannello semirigido 0,040 0,040 1,0000 Intercapedine d'aria orizzontale 5 0,040 6,5 0,1538 (flusso ascendente) 6 Copertura in tegole 0,010 0,990 0,0101 8

9 2) Solaio di copertura (SOLCOPT) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI RESISTENZA TERMICA TOTALE R (m 2 K/W) = 1,3494 Strato liminare orizzontale interno (flusso discendente) α i (W/mK) = 9,304 ed esterno (flusso ascendente e orizzontale) α e (W/mK) = 22,194 Coefficiente superficiale di scambio verso l'interno h i (W/m 2 K) = 7,7 e verso l'esterno h e (W/m 2 K) = 25,0 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE K (W/m 2 K) = 1 / (1/α i + R + 1/α e) = 0,6658 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE U (W/m 2 K) = 1 / (1/h i + R + 1/h e) = 0,6582 9

10 3) Pareti perimetrali (TTAMP) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI UNI 7357 UNI Descrizione Spessore s (m) Conducibilità λ (W/mK) Conduttanza C (W/m 2 K) Resistenza termica R (m 2 K/W) 1 Malta di gesso con inerti 0,020 0,290 0, Muratura in laterizio alveolato 0,250 0, Malta di calce o di calce e cemento 0,020 0,900 0,

11 3) Pareti perimetrali (TTAMP) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI UNI 7357 UNI RESISTENZA TERMICA TOTALE R (m 2 K/W) = 0,9512 Strato liminare verticale interno (flusso orizzontale) α i (W/mK) = 8,141 ed esterno (flusso ascendente e orizzontale) α e (W/mK) = 22,194 Coefficiente superficiale di scambio verso l'interno h i (W/m 2 K) = 7,7 e verso l'esterno h e (W/m 2 K) = 25,0 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE K (W/m 2 K) = 1 / (1/α i + R + 1/α e) = 0,8936 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE U (W/m 2 K) = 1 / (1/h i + R + 1/h e) = 0,

12 4) Cassonetto (CASS) Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI UNI Descrizione Spessore s (m) Conducibilità λ (W/mK) Conduttanza C (W/m 2 K) Resistenza termica R (m 2 K/W) 1 Pannelli di spaccato di legno 0,005 0,120 0,0417 Poliuretano espanso in continuo 2 in lastre 0,030 0,032 0, Intercapedine d'aria verticale 0,200 5,5 0, Muratura in laterizio pareti esterne 0,060 0, Malta di calce o di calce e cemento 0,020 0,900 0,

13 4) Cassonetto (CASS) Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI UNI RESISTENZA TERMICA TOTALE R (m 2 K/W) = 1,3132 Strato liminare verticale interno (flusso orizzontale) α i (W/mK) = 8,141 ed esterno (flusso ascendente e orizzontale) α e (W/mK) = 22,194 Coefficiente superficiale di scambio verso l'interno h i (W/m 2 K) = 7,7 e verso l'esterno h e (W/m 2 K) = 25,0 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE K (W/m 2 K) = 1 / (1/α i + R + 1/α e) = 0,6752 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE U (W/m 2 K) = 1 / (1/h i + R + 1/h e) = 0,

14 5) Porte esterne (PORT) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI Descrizione Spessore s (m) Conducibilità λ (W/mK) Conduttanza C (W/m 2 K) Resistenza termica R (m 2 K/W) 1 Legno di abete (flusso perp. alle fibre) 0,010 0,120 0, Intercapedine d'aria 0,040 5,5 0, Legno di abete 0,010 0,120 0,

15 5) Porte esterne (PORT) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI RESISTENZA TERMICA TOTALE R (m 2 K/W) = 0,3484 Strato liminare verticale interno (flusso orizzontale) α i (W/mK) = 8,141 ed esterno (flusso ascendente e orizzontale) α e (W/mK) = 22,194 Coefficiente superficiale di scambio verso l'interno h i (W/m 2 K) = 7,7 e verso l'esterno h e (W/m 2 K) = 25,0 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE K (W/m 2 K) = 1 / (1/α i + R + 1/α e) = 1,9369 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE U (W/m 2 K) = 1 / (1/h i + R + 1/h e) = 1,

16 6) Telaio portone esterno (PORTT) Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Rif. normativo: UNI UNI 7357 UNI Descrizione Spessore s (m) Conducibilità λ (W/mK) Conduttanza C (W/m 2 K) Resistenza termica R (m 2 K/W) 1 Legno di abete (flusso perp. alle fibre) 0,080 0,120 0,6667 RESISTENZA TERMICA TOTALE R (m 2 K/W) = 0,6667 Strato liminare verticale interno (flusso orizzontale) α i (W/mK) = 8,141 ed esterno (flusso ascendente e orizzontale) α e (W/mK) = 22,194 Coefficiente superficiale di scambio verso l'interno h i (W/m 2 K) = 7,7 e verso l'esterno h e (W/m 2 K) = 25,0 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE K (W/m 2 K) = 1 / (1/α i + R + 1/α e) = 1,1982 TRASMITTANZA TERMICA TOTALE U (W/m 2 K) = 1 / (1/h i + R + 1/h e) = 1,

17 Per il calcolo della trasmittanza dei componenti edilizi finestrati si fa riferimento alla norma UNI La trasmittanza termica U w del componente edilizio finestrato composto da un singolo serramento e relativo componente trasparente risulta essere: U w = A g U g + A f U f A + A g f + L g Ψ l con: U g U f Ψ l L g A g A f trasmittanza termica del componente trasparente; trasmittanza termica del telaio; trasmittanza lineare; lunghezza perimetrale della superficie vetrata; area del vetro; area del telaio. 17

18 La trasmittanza termica U g del componente trasparente è: U g n n 1 1 = + ri di + R he i= 1 i= 1 si + 1 h i 1 con: h e r d R s h i adduttanza esterna; resistività del vetro; spessore del vetro; resistenza termica dello spazio racchiuso tra due lastre; adduttanza interna. Ricavato il valore di U g è possibile calcolare il valore di U w. 18

19 L infisso è inoltre dotato di tapparella esterna e quindi occorre aggiungere una resistenza termica aggiuntiva DR, il cui valore si desume dal Prosp. VIII - UNI 10345; la trasmittanza termica risultante U ws risulta essere: U ws 1 = + DR U w Il valore medio della trasmittanza termica del componente trasparente U wm viene calcolato tenendo conto della variazione della trasmittanza nel tempo utilizzando i valori di t w (periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U w ) e t ws (periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U ws ) desunti dalla norma UNI 10344, e risulta: 1 U wm = U w t t w w + U + t ws ws t ws 19

20 7) Serramenti in legno e vetro isolante con camera d aria mm 6 (SV1) Rif. normativo: UNI Descrizione Valore U f Trasmittanza termica del telaio (W/m 2 K) 1,65 Ψ l Trasmittanza lineare (W/m K) 0,03 L g Lunghezza perimetrale della superficie vetrata (m) 11,68 A g Area del vetro (m 2 ) 1,842 A f Area del telaio (m 2 ) 0,758 h e Adduttanza esterna (W/m 2 K) 25 r Resistività del vetro (m K/W) 1,000 d Spessore del vetro (m) 0,004 R s Resistenza termica dello spazio racchiuso tra due lastre (m 2 K/W) 0,130 h i Adduttanza interna (W/m 2 K) 8 20

21 7) Serramenti in legno e vetro isolante con camera d aria mm 6 (SV1) Rif. normativo: UNI Descrizione Valore U g Trasmittanza termica del componente trasparente (W/m 2 K) 3,30 U w Trasmittanza termica del componente edilizio finestrato (W/m 2 K) 2,9537 DR Resistenza termica aggiuntiva tapparella esterna (m 2 K/W) 0,16 U ws Trasmittanza termica risultante (W/m 2 K) 2,0058 t w Periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U w (s) t ws Periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U ws (s) U wm Trasmittanza media del componente edilizio finestrato (W/m 2 K) 2,

22 8) Serramenti in legno e vetro isolante con camera d aria mm 6 (SV2) Rif. normativo: UNI Descrizione Valore U f Trasmittanza termica del telaio (W/m 2 K) 1,65 Ψ l Trasmittanza lineare (W/m K) 0,03 L g Lunghezza perimetrale della superficie vetrata (m) 7,52 A g Area del vetro (m 2 ) 1,19 A f Area del telaio (m 2 ) 0,49 h e Adduttanza esterna (W/m 2 K) 25 r Resistività del vetro (m K/W) 1,000 d Spessore del vetro (m) 0,004 R s Resistenza termica dello spazio racchiuso tra due lastre (m 2 K/W) 0,130 h i Adduttanza interna (W/m 2 K) 8 22

23 8) Serramenti in legno e vetro isolante con camera d aria mm 6 (SV2) Rif. normativo: UNI Descrizione Valore U g Trasmittanza termica del componente trasparente (W/m 2 K) 3,30 U w Trasmittanza termica del componente edilizio finestrato (W/m 2 K) 2,9530 DR Resistenza termica aggiuntiva tapparella esterna (m 2 K/W) 0,16 U ws Trasmittanza termica risultante (W/m 2 K) 2,0055 t w Periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U w (s) t ws Periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U ws (s) U wm Trasmittanza media del componente edilizio finestrato (W/m 2 K) 2,

24 9) Serramenti in legno e vetro isolante con camera d aria mm 6 (SV3) Rif. normativo: UNI Descrizione Valore U f Trasmittanza termica del telaio (W/m 2 K) 1,65 Ψ l Trasmittanza lineare (W/m K) 0,03 L g Lunghezza perimetrale della superficie vetrata (m) 3,76 A g Area del vetro (m 2 ) 0,793 A f Area del telaio (m 2 ) 0,326 h e Adduttanza esterna (W/m 2 K) 25 r Resistività del vetro (m K/W) 1,000 d Spessore del vetro (m) 0,004 R s Resistenza termica dello spazio racchiuso tra due lastre (m 2 K/W) 0,130 h i Adduttanza interna (W/m 2 K) 8 24

25 9) Serramenti in legno e vetro isolante con camera d aria mm 6 (SV3) Rif. normativo: UNI Descrizione Valore U g Trasmittanza termica del componente trasparente (W/m 2 K) 3,30 U w Trasmittanza termica del componente edilizio finestrato (W/m 2 K) 2,9201 DR Resistenza termica aggiuntiva tapparella esterna (m 2 K/W) 0,16 U ws Trasmittanza termica risultante (W/m 2 K) 1,9902 t w Periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U w (s) t ws Periodo di tempo in cui il componente ha trasmittanza U ws (s) U wm Trasmittanza media del componente edilizio finestrato (W/m 2 K) 2,

26 Per ponti termici si intendono quelle zone di superficie limitata dove si verificano disomogeneità del materiale e variazioni di forma. In tali zone vi sono un incremento del valore dei flussi termici e una variazione delle temperature superficiali interne, con conseguente aumento della quantità di calore disperso attraverso le pareti. Calcolo dei ponti termici Nelle strutture edilizie reali i ponti termici consistono in effetti perturbativi locali che inducono ad un incremento della conduttanza termica. Il calcolo del valore della potenza termica dispersa dai ponti termici per trasmissione attraverso l involucro edilizio si esegue con la seguente relazione: p j=1 L j Ψ j T j con: p numero di ponti termici disperdenti verso l ambiente esterno; L j lunghezza del ponte termico in m; Ψ j trasmittanza termica lineare del ponte termico in W/mK; T j differenza fra la temperatura interna e la temperatura dell ambiente confinante con la struttura o il ponte termico j-esimo. 26

27 La trasmittanza termica lineare Ψ del ponte termico, per i diversi casi strutturali, viene calcolata in base a quanto previsto dalla norma UNI Se non si vogliono effettuare calcoli molto onerosi, si possono utilizzare i valori delle lineari ricavati dalle tabelle normative europee: Calcolo dei ponti termici 1) Giunto tra muro esterno a isolamento ripartito e solaio di copertura in c.l.s. isolato esternamente con isolamento non interrotto (PT1) 2) Angolo tra muri uguali con isolamento ripartito (PT2) Ψ = 0,18 Ψ = 0,06 W / mk W / mk 3) Giunto tra parete e serramento (PT3) Ψ = 0,19 W / mk 27

28 Sviluppo del calcolo della potenza termica Φ tr,p dispersa per trasmissione attraverso l involucro edilizio di un villino monofamiliare isolato, con: Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p T j = 22 C e con i seguenti coefficienti di correzione per esposizione (UNI 7357): NORD 1,15 SUD 1 EST 1,1 OVEST 1,05 28

29 1) Parete SUD Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p TTAMP A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1 x 36,3120 x 0,8936 x 22 = 713,86 PORT A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1 x 2,1300 x 1,9369 x 22 = 90,76 PORTT A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1 x 0,4500 x 1,1982 x 22 = 11,86 SV2 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1 x 3,3600 x 2,4793 x 22 = 183,27 CASS A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1 x 0,6000 x 0,6752 x 22 = 8,91 29

30 1) Parete SUD Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Parete SUD Φ (W) = 1008,66 Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p 30

31 2) Parete NORD Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p TTAMP A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,15 x 37,6900 x 0,8936 x 22 = 852,10 SV1 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,15 x 2,6000 x 2,4798 x 22 = 163,12 SV3 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,15 x 1,1200 x 2,4552 x 22 = 69,57 CASS A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,15 x 0,5000 x 0,6752 x 22 = 8,54 31

32 2) Parete NORD Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Parete NORD Φ (W) = 1093,33 Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p 32

33 3) Parete EST Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p TTAMP A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,1 x 41,9000 x 0,8936 x 22 = 906,09 SV1 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,1 x 2,6000 x 2,4798 x 22 = 156,03 SV2 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,1 x 8,4000 x 2,4793 x 22 = 503,99 CASS A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,1 x 1,8000 x 0,6752 x 22 = 29,41 33

34 3) Parete EST Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p Parete EST Φ (W) = 1595,52 34

35 4) Parete OVEST Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p TTAMP A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,05 x 40,9900 x 0,8936 x 22 = 846,12 SV1 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,05 x 2,6000 x 2,4798 x 22 = 148,94 SV2 A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,05 x 8,4000 x 2,4793 x 22 = 481,08 CASS A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 1,05 x 1,8000 x 0,6752 x 22 = 28,07 35

36 4) Parete OVEST Corso di Componenti e Impianti Termotecnici Calcolo della potenza termica dispersa Φ tr,p Parete OVEST Φ (W) = 1504,21 36

37 5) COPERTURA SOLCOPT A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 239,5000 x 0,6658 x 22 = 3508,10 6) PAVIMENTO PAVTER A (m 2 ) K (W/m 2 K) T (K) Φ (W) 234,0000 x 0,4826 x 10 = 1129,28 Per il T relativo al terreno si rimanda alla norma UNI Calcolo della potenza termica 7) PONTI TERMICI L (m) Ψ (W/mK) T (K) Φ (W) PT1 70,0000 x 0,1800 x 22 = 277,20 PT2 70,8000 x 0,0600 x 22 = 93,46 dispersa Φ tr,p PT3 76,2000 x 0,1900 x 22 = 318,52 PONTI TERMICI Φ (W) = 689,18 Potenza termica totale dispersa Φ tr,p (W) = 10528,28 37