Conducibilità Termica [W/mK]

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1 ANALISI DEL RISPARMIO ENERGETICO E DEI BENEFICI DERIVANTI DALL UTILIZZO DI FACCIATE VENTILATE Questo lavoro nasce dall intento di dare una risposta il più attendibile possibile e attinente alle condizioni reali al tema del risparmio energetico postumo alla realizzazione dell isolamento a cappotto con applicazione della facciata ventilata. Lo scopo è stato quello di stimare il beneficio in termini di costo annuale per combustibile necessario a garantire una temperatura adeguata all interno dell appartamento preso come caso studio. Inoltre si è voluto verificare l efficienza della parete ventilata tramite dei test effettuati in cantiere o sul realizzato per capire nella realtà quanto beneficio ho e come si comporta questo strato d aria ancora sconosciuta e ingovernabile anche per i software più moderni. FACCIATA VENTILATA Le facciate ventilate sono elementi costruttivi che vengono apposti alle pareti esterne attraverso una struttura che consente di creare un camino naturale in cui l aria ha un flusso ascendente, grazie alle aperture presenti alla base e alla sommità dell edificio. Hanno duplici utilità: - proteggono la muratura perimetrale dagli agenti atmosferici, come ad esempio le piogge battenti; - grazie alle molteplici tipologie di pannello, sia in finitura superficiale che di materiale, si riescono a creare infinite soluzioni estetiche; - possono essere montate anche in presenza di pannelli di isolante termico; - nei mesi invernali, il calore viene disperso dai muri perimetrali molto più lentamente rispetto ai casi del solo isolamento a cappotto, venendo meno a fenomeni di condensa; - nei mesi estivi, invece, si crea una sorta di scudo termico capace di mantenere la superficie interna alla facciata ventilata più bassa di quella presente all esterno, limitando il calore che penetra all interno dell abitazione. Riportiamo i dati in riferimento alla città di Bolzano considerando la ristrutturazione di un edificio composto di sei unità residenziali con muratura costituita da blocchi in laterizio forato intonacato, sulla quale abbiamo inserito un isolante in lana di roccia con l applicazione della facciata ventilata. PACCHETTO A Spessore [cm] Conducibilità Termica [W/mK] Calore specifico [J/kgK] Densità [kg/m 3 ] Permeabilità al vapore

2 Intonaco interno in calce e gesso Blocco in laterizio forato Intonaco esterno in cemento PACCHETTO B (DOPO INTERVENTO) Intonaco interno in calce e gesso Blocco in laterizio forato Intonaco esterno in cemento Pannello in lana di roccia Membrana traspirante Spessore [cm] Conducibilità Termica [W/mK] Calore specifico [J/kgK] Densità [kg/m 3 ] Permeabilità al vapore TRASMITTANZA E CALORE SCAMBIATO Mese T min T max Umidità [%]

3 Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Dati climatici rilevati dal servizio meteorologico dell aeronautica militare e per l organizzazione mondiale della meteorologia. I dati si riferiscono alla città di BOLZANO: Per il caso A sono state prese come riferimento le seguenti norme tecniche: la UNI Materiali da costruzione. Conduttività termica e permeabilità al vapore e la UNI Murature e solai. Valore della resistenza termica e metodo di calcolo. TRASMITTANZA U = W/m 2 K È un valore costante sia in estate che in inverno, in tutte le località perché il coefficiente di scambio superficiale esterno è costante ed è pari a 23 W/m 2 K. CALORE SCAMBIATO INVERNO q = W/m 2 ESTATE q = 8.20 W/m 2 Per il caso B dove è prevista la costruzione di una parete ventilata, deve essere presa in considerazione la UNI EN ISO 6946 Componenti ed elementi per l edilizia. Resistenza termica e trasmittanza termica, metodo di calcolo considerando una parete fortemente ventilata. Per questo calcolo occorre valutare anche la resistenza termica in funzione del pacchetto murario che nel nostro caso corrisponde a m 2 K/W. TRASMITTANZA INVERNO U = W/m 2 K ESTATE U = W/m 2 K

4 In questo caso varia in funzione della temperatura esterna CALORE SCAMBIATO INVERNO q = 4.05 W/m 2 ESTATE q = 1.54 W/m 2 È stato verificato anche se i diversi pacchetti rispondessero ai requisiti imposti dalla normativa in materia di risparmio energetico del Decreto Legislativo 19 agosto 2005, n. 192 e successive modificazioni. Valore limite della trasmittanza U (W/m 2 K Zona climatica U A 0,62 B 0,48 C 0,40 D 0,36 E 0,34 F 0,33 Bolzano appartiene alla zona climatica E Il caso A risulta non soddisfare la trasmittanza massima accettabile dalla normativa di nessuna delle zone climatiche. Per entrambe le situazioni sono state effettuate delle analisi termiche per poter analizzare: Andamento delle temperature Andamento del flusso termico Verifica di condensa interstiziale Prendiamo in esame il caso B ovvero con mattoni forati, isolante in lana di roccia e facciata ventilata SITUAZIONE INVERNALE SITUAZIONE ESTIVA

5 SITUAZIONE INVERNALE flusso termico SITUAZIONE ESTIVA flusso termico SITUAZIONE INVERNALE temperatura SITUAZIONE ESTIVA temperatura Tramite il diagramma di Glaser è possibile verificare la possibilità di condensazione. Pr sta per pressione al vapore mentre Ps sta per pressione di saturazione. Una regola è posizionare il più possibile verso l interno dell ambiente gli strati a più alta resistenza al passaggio del vapore. Infatti il telo traspirante viene posizionato nella parte più esterna del pacchetto murario ed ha un valore Sd (spessore equivalente d aria) molto basso. Lo spessore equivalente d aria Sd si ottiene dal prodotto del fattore di resistenza alla diffusione del vapore mù del materiale per il suo spessore d ; SITUAZIONE INVERNALE pressione SITUAZIONE ESTIVA pressione MURATURA ISOLANTE MURATURA ISOLANTE PUNTO DI CONDENSAZIONE

6 Nella situazione estiva le due linee si incontrano dando origine alla condensazione. Questo è ammesso solamente in un periodo limitato. In questo caso si tratta del periodo estivo che permette una asciugatura rapida del pacchetto murario. VERIFICA TEMPERATURE IN SITO Per esperienza risulta che uno spessore d aria in qualche modo agisce sulla distribuzione delle temperature all interno della stratigrafia muraria. A tale scopo abbiamo voluto testare alcune facciate ventilate per capire effettivamente l abbattimento della temperatura superficiale latente la parete esterna dovuto alla presenza del ricoprimento in pannelli. Utilizzando il termometro indicato nella tabella sottostante abbiamo misurato con precisione la temperatura su facciate ventilate di alcune zone del nord Italia. Sono state misurate le temperature dei vari elementi della facciata ventilata come indicato nello schema: Come si evince dalla tabella soprariportata, la facciata ventilata è in grado di creare un evidente gradiente termico negativo inducendo un minore ΔT nel pacchetto murario. LUOGO Tione di Trento (TN) - via Sauro PROSPETTO SUD DATA E ORA 24/04/13 ore CONDIZIONE METEO SERENO/SOLEGGIATO T. ambiente 26,4 C T. pannelli HPL 41,4 C T. ventilazione 31,0 C

7 T. Isolante in lana di roccia con telo traspirante 33,4 C T. muratura cappotto intonacato 37,8 C La temperatura registrata sullo stesso prospetto in corrispondenza dell isolante in lana di roccia con telo traspirante (33,4 C) con facciata ventilata e del cappotto intonacato (37,8 C) si abbassa di 4,4 C. Questo dato è relativo alla prova sopra indicata. Questa misurazione ha il solo fine di confrontare le temperature registrate su una stessa abitazione in presenza o meno della facciata ventilata. TEMPERATURA AMBIENTE: 26,4 C TEMPERATURA SUPERFICIE PANNELLI HPL: 41,4 C TEMPERATURA CAMERA DI VENTILAZIONE: 31,0 C TEMPERATURA SUPERFICIE ISOLANTE IN LANA DI ROCCIA E TELO: 33,4 C

8 TEMPERATURA SUPERFICIE CAPPOTTO INTONACATO: 37,8 C ANALISI ECONOMICA DEL FABBISOGNO TERMICO L obiettivo di questa fase era quello di dimostrare in termini di fabbisogno termico annuale e costi annessi l efficienza o meno di questo sistema di rivestimento in aggiunta alla coibentazione termica. Per fare una stima di tali quantità si è deciso di partire da una relazione tecnica di calcolo sulla prestazione energetica del sistema edificio- impianto. Tale relazione studiava le prestazioni di una palazzina di sei unità residenziali ad impianti autonomi. In particolare l attenzione e l intera stima è caduta su un appartamento singolo con una superficie in pianta netta di 71,53 m2, dimensioni piuttosto diffuse nei più comuni condomini. Si è calcolato il fabbisogno termico annuale del singolo appartamento utilizzando la normativa UNI EN Dividendo tale ammontare per la superficie in pianta netta, si ottiene il fabbisogno termico annuale per metro quadro, nominato anche indice energetico (IE) che rivela quanta energia sotto forma di calore è necessaria ad un m 2 di superficie per garantire all ambiente i 20 C standard. Pacchetto A: 107,29 kwh/m 2 a Pacchetto B: 44,42 kwh/m 2 a Partendo da tale valore si possono suddividere comunemente le unità abitative in classi di consumo: basso = 30<IE<70 (pacchetto B) medio = 70<IE<120 (pacchetto A) alto = 120<IE<180 Proseguendo con la stima dei costi si è scelto di utilizzare come energia combustibile il gas metano. Quindi conoscendo il potere calorifico di 9,80 kwh/m 3 sono stati calcolati i m 3 di gas metano necessari al fabbisogno termico. Il risultato è stato moltiplicato poi per il costo unitario (al momento di 0,53 /m 3 ). Quantità gas metano [m 3 ] Costo annuale bolletta [ ] PACCHETTO A 783,1 415,00 PACCHETTO B 324,2 171,80 Bisogna tener conto che le stime sono calcolate a regime stazionario e non tengono conto di tutte le varianti che possono verificarsi nella realtà all interno di un intero anno solare.

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