Chi sono? Giovanni Ciampa. Giovanni Ciampa Responsabile dipartimento energia LEGNOLEGNO sc

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1 Chi sono? Responsabile dipartimento energia LEGNOLEGNO sc Laboratorio Notificato alla Commissione Europea dal Ministero Sviluppo Industriale n 1709 Laboratorio Accreditato 1 Laboratorio Italiano Partner certificato

2 TRASMITTANZA TERMICA 17/11/09 Argomenti Il concetto generale di risparmio energetico ed isolamento termico Risparmio Energetico e Marcatura Ce Decreto legislativo 311 e novità detrazione fiscale per 2010 Cosa è la TRASMITTANZA TERMICA Risparmio energetico : un vantaggio acquisito nel tempo Le norme di calcolo della TRASMITTANZA TERMICA Il vantaggio di valutare meglio il serramento L influenza degli elementi componenti il serramento Il calcolo su prodotti particolari : Alzante scorrevole, Cassonetto Un fattore Importante : La posa in opera

3 IL RISPARMIO ENERGETICO Il risparmio energetico, in senso generale, comprende varie tecniche atte a ridurre i consumi dell energia necessaria allo svolgimento di tutte le attività umane. Tali tecniche prevedono: 1. l utilizzo di tecnologie per trasformare l energia da una forma all altra in maniera più efficiente ed intelligente; 2. la limitazione degli sprechi e dei consumi energetici attraverso l utilizzo di materiali o elementi costruttivi atti ad ottimizzare l isolamento termico dell opera costruttiva su cui sono installati.

4 ISOLAMENTO TERMICO Per isolamento termico si intendono tutti i sistemi e le operazioni costituenti gli sforzi atti a ridurre il flusso termico scambiato tra due ambienti a temperature differenti. L'isolamento termico in edilizia è volto, principalmente, al fine di contenere il calore all'interno degli edifici evitando quindi in fase di progettazione di sovradimensionare gli impianti di riscaldamento o in fase di utilizzo degli sprechi dovuti ad un uso non razionale dell energia.

5 E noto a seguito di corsi, articoli, manuali e studi cosa è la Marcatura CE dei serramenti Dichiarazione del fabbricante relativa alla conformità a norma dei propri prodotti, e quindi al soddisfacimento dei requisiti essenziali riportati nella direttiva di riferimento Non costituirà criterio di scelta dell utente, in quanto obbligatorio per tutti i serramenti immessi sul mercato

6 LE FASI DELLA MARCATURA CE Selezione dei campioni Effettuaz. Prove Laborat. Controllo in produzione Registrazioni Supporto informativo In funzione Delle tipologie In funzione delle indicazioni normative In accettazione Sui materiali, Componenti, accessori Durante La produzione Sul prodotto finito Metodi di prova Risultati dei controlli NC/AC Rintracciabilità Confor. a norma Uso, installaz. e manutenz. Dich. di Conformità Marchio CE Tra le prestazioni richieste dalla marcatura CE si evidenzia la trasmittanza termica in soddisfacimento del requisito relativo al risparmio energetico della 89/106

7 Decreto Lgs n 192 del (modificato secondo le disposizione del D.lgs n 311 del 29/12/06) Valori limite trasmittanza termica U delle chiusure trasparenti Zona Climatica Dal 01/01/06 Dal 01/01/08 Dal 01/01/10 A 5,5 5,0 4,6 B 4,0 3,6 3,0 C 3,3 3,0 2,6 D 3,1 2,8 2,4 E 2,8 2,4 2,2 F 2,4 2,2 2,0 Valori limite trasmittanza centrale termica U dei vetri Zona Climatica Dal 01/01/06 Dal 01/07/08 Dal 01/01/11 A 5,0 4,5 3,7 B 4,0 3,4 2,7 C 3,0 2,3 2,1 D 2,6 2,1 1,9 E 2,4 1,9 1,7 F 2,3 1,7 1,3

8

9 Valori di trasmittanza termica previsti dalla FINANZIARIA dal al dal Zona Climatica A 4,6 B 3,0 C 2,6 D 2,4 E 2,2 F 2,0 Finestre comprensive di infissi U=(W/m2 K) Zona Climatica A 3,9 B 2,6 C 2,1 D 2,0 E 1,6 F 1,4 Finestre comprensive di infissi U=(W/m2 K)

10 Serramentista Calcolo della trasmittanza termica dei serramenti sostituiti Beneficiario del 55% Necessità del cliente di sostituire i serramenti usufruendo del 55% Finanziaria 2009 Calcolo della trasmittanza termica dei serramenti da sostituire Realizzazione e consegna della documentazione tecnica per il cliente Registrazione al nuovo sito ENEA ntranet/index.asp Compilazione entro 90 giorni dalla data di collaudo dei lavori dell'allegato F e stampa ricevuta elettronica Solo per più periodi di imposta Esempio di un classico Procedimento previsto da Finanziaria Comunicazione all'agenzia delle Entrate Fine procedura

11 Per quanto riguarda le dimensioni geometriche dei serramenti relativamente al valore di trasmittanza termica è stata pubblicata da ENEA una comunicazione nella quale si specifica che Fonti del MSE (Ministero dello Sviluppo Economico) hanno precisato che può essere utilizzata la tabella E1 della UNI EN con i relativi intervalli di applicazione diretta del calcolo stesso VEDIAMO LA TABELLA NEL DETTAGLIO

12 Trasferibilità E.1 della Uw o U D valida per la trasferibilità prevista dalla marcatura CE (ORA ANCHE PER LO SGRAVIO del 55%) Trasmittanza termica (per finestre) (Uw) Trasmittanza termica (per finestre) (Uw) Trasmittanza termica (per porte finestre) U D Trasmittanza termica (per porte finestre) U D 1,23 m (+/- 25%) x 1,48 m (-25%) 1,48 m (+25%) x 2,18 m (+/-25%) 1,23 m (+/- 25%) x 2,18 m (+/- 25%) 2,00 m (+/- 25%) x 2,18 m (+/- 25%) Tutte le superfici inferiori a 2,3 m 2 Tutte le superfici superiori a 2,3 m 2 Tutte le superfici inferiori a 3,6 m 2 Tutte le superfici superiori a 3,6 m 2

13 Riassumiamo le idee Controlli di produzione Registrazioni Prove iniziali Informazione al cliente Eventuali integrazioni per soddisfare regolamenti nazionali o capitolari MERCATO

14 ANALIZZATE LE NORME ED I REGOLAMENTI DEDICHIAMOCI NEL DETTAGLIO AL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA

15 Cosa esprime la trasmittanza termica? L energia termica, cioè il calore, fluisce da un ambiente ad un altro attraverso il senso della trasmissione dall ambiente ambiente a temperatura maggiore verso quello a temperatura inferiore. Se i due ambiente sono separati da un divisorio (finestra, muro, ecc), la potenza calorica che lo attraversa è proporzionale alla differenza di temperatura. Per quanto riguarda la trasmissione del calore dall'ambiente interno verso l'esterno, il parametro di valutazione è la trasmittanza termica Trasmittanza U ( W / m 2 K ) Se il calore trasmesso all esterno non è ripristinato, la temperatura dell ambiente si abbassa fino al valore dell esterno. esterno. Quindi per mantenerla costante occorre produrre il calore che si trasmette attraverso le pareti. E E allora evidente la convenienza di avere per le superfici la U più bassa possibile o comunque relazionata alla zona climatica di destinazione. ione.

16 Abbiamo visto cosa è la trasmittanza e che esistono chiari valori da dover rispettare in funzione della destinazione del prodotto. E una zona calda, mite o fredda? E una nuova costruzione o una sostituzione? Quanto GUADAGNA materialmente di riscaldamento l acquirente cambiando i serramenti con prodotti idonei all uso previsto?

17 VEDIAMO UN ESEMPIO RISPARMIO ENERGETICO CALCOLATO IN BASE AL CONSUMO DI COMBUSTIBILE Zona Climat. UW vecchia Uw nuova Fonte di energia utilizzata Stima del risparmio energetico Stima del risparmio econom. D 4,00 1,60 Metano 3500 kwh/a 250,00 Zona non particolarmente rigida Serramenti con vetro singolo Serram. di discreto valore Frequente utilizzo Media annuale - simulazione 7 fori di sostituzione di serramenti

18 IL CRITERIO DI SCELTA DEL PRODOTTO Come dovrebbe avvenire: ESIGENZE DELLA COMMITTENZA TIPOLOGIA DI INTERVENTO DESTINAZIONE D USO DEL FABBRICATO CONDIZIONI AMBIENTALI

19 LE NORME DI CALCOLO UNI EN ISO 10077/1 Prestazione termica di finestre, porte, e chiusure Calcolo della trasmittanza termica UNI EN ISO 10077/1 Prestazione termica di finestre, porte, e chiusure Calcolo della trasmittanza termica ed & UNI EN ISO 10077/2 Calcolo della trasmittanza termica del telaio

20 La formula di calcolo secondo UNI EN ISO 10077/1:2007 U w/d =[(A f U )+(A f g U g )+(l g Ψ g )+(A p U p )+(l p Ψ p )]/(A f +A g +A p ) Il valore risultante dal calcolo è espresso in W/(m 2 K)

21 La trasmittanza termica quindi viene influenzata principalmente da: 1. Dimensioni complessive del serramento 2. Vetrocamera ( Ug del vetro espresso in W/m 2 K ) 3. Dimensioni della superficie vetrata visibile 4. Caratteristica del materiale che compone il telaio (legno duro, legno tenero, alluminio, alluminio con taglio termico, Pvc,, ecc.) 5. Valore di trasmittanza termica del telaio ( Uf espresso in W/m 2 K ) 6. Valore di Ψ g, trasmittanza termica lineare associata alla canalina della vetrocamera. (espresso in W/mK mk)

22 VALORE Ug Il valore Ug esprime la trasmittanza termica della vetrocamera. Può provenire da due fonti: Norma UNI-EN 673 (scheda tecnica vetreria) Annesso F della norma UNI EN ISO 10077/1:2007

23 L importanza della vetrocamera La vetrocamera, che solitamente occupa la maggior parte della superficie del serramento, ha un importanza fondamentale. Ad oggi, la tendenza è quella dell utilizzo di vetrocamera basso emissive che garantiscono un ottima tenuta del serramento. La vetrocamera è l elemento che influenza maggiormente il valore di trasmittanza termica complessiva del serramento.

24 Valore Uf (valore di trasmittanza termica del telaio) Il valore Uf esprime la trasmittanza del telaio. Può provenire da tre fonti: Annesso D della norma UNI EN ISO 10077/1:2007 Norma UNI EN ISO 10077/2:2007 (calcolo da elementi finiti) Misura secondo UNI EN ( misura in camera calda)

25 Dipende : Valore Uf secondo 10077/1 Dallo spessore medio del serramento Dal materiale del telaio 68 68

26 Trasmittanza termica del telaio (Uf( Uf) ) in base al tipo di legno (norma UNI EN ISO ) 1) Curva 1 = LEGNO DURO (700 kg/m 3 ) Curva 2 = LEGNO TENERO (500 kg/m 3 ) Uf 68 Calcolo Uf (asse y) Inserire lo spessore medio anta telaio fisso e incrociare dal punto di intersezione con la curva A o B l asse delle Y. Es. Per il Pino di Svezia curva 2 Con X = 68 Y = Uf = 1,80 W/m 2 K

27 Trasmittanza termica del telaio (Uf( Uf) ) in alluminio (norma UNI EN ISO ) ) Legenda X la più piccola distanza, d, tra sezioni metalliche opposte, espressa in mm Y resistenza termica, R f, del telaio espressa in m 2 K/W alluminio con taglio termico (determinare Rf con grafico) alluminio senza taglio termico (Rf( =0)

28 Valore Uf secondo UNI EN ISO 10077/2 Telai in Alluminio con taglio termico Determinazione coeff. di trasmittanza termica dei singoli elementi 20,0 o C 11,0 o C 0,0 o C 10 10

29 Valore Uf secondo UNI EN ISO 10077/2 Telai in Alluminio-Legno Determinazione coeff. di trasmittanza termica dei singoli elementi 10 20,0 o C 11,0 o C 0,0 o C 10

30 Indicativamente il valore Uf (valore di riferimento del telaio) calcolato secondo la UNI EN ISO :2004 dipende da: Materiale costituente il serramento Valore di conduttività termica del materiale costituente il serramento Accessori serramento (guarnizioni, taglio termico, soglia ecc.) Valore di conduttività termica degli accessori Forma e andamento geometrico del serramento (presenza di spigoli) Spessore del telaio del serramento

31 Conduttività Termica La "conducibilità" o "conduttività termica", indicata con "λ", è la quantità di calore trasferito in una direzione perpendicolare ad una superficie di area unitaria, a causa di un gradiente di temperatura, nell'unità di tempo e in condizioni stabili. Il trasferimento è dovuto esclusivamente al gradiente di temperatura. In termini semplici, è l'attitudine di un materiale a trasmettere il calore.

32 Indicativamente il valore Uf (valore di riferimento del telaio) per finestre in legno di spessore 68 in legno tenero varia: Per valori determinati secondo il grafico della UNI EN ISO intorno ad 1,80 W/m2K Per valori determinati secondo il calcolo degli elementi finiti secondo UNI EN ISO intorno ad 1,5 W/m2K Il miglioramento del valore del telaio, consente un miglioramento del valore della trasmittanza termica complessiva del prodotto.

33 OPPORTUNITA Il metodo di calcolo condiziona il risultato SPM Materiale Valore Uf nodo ponderato Valore secondo 10077/1 Differenza media Differenza percentuale 68 Legno tenero 1,46 1,8 0,34 18,89% 68 (stesso profilo del precedente) Legno duro 1,73 2,12 0,39 18,40% 108 Legno tenero 0,87 1,41 0,54 38,30% 64 L/A Legno tenero 1,61 1,84 0,23 12,50% 100 Legno tenero 1,03 1,47 0,44 29,93% 68 Legno duro 1,8 2,12 0,32 15,09% Si è più competitivi: 1. Calcolando con il metodo semplificato e proponendo un serramento da 98 mm 2. Calcolando con il metodo agli elementi finiti e proponendo un serramento da 68 mm???

34 ANALIZZIAMO NEL DETTAGLIO LA TRASMITTANZA TERMICA DI ALCUNI PRODOTTI PARTICOLARI L ALZANTE SCORREVOLE, LA CHIUSURA OSCURANTE ED IL CASSONETTO COPRIRULLO

35 ALZANTE SCORREVOLE Il valore di trasmittanza termica dell alzante scorrevole va calcolato obbligatoriamente secondo la UNI EN ISO : In genere è necessario calcolare il valore Uf per 7 nodi. Quale Uf utilizzare per il calcolo del valore Ud dell alzante scorrevole secondo UNI EN ISO 10077/1?

36 UF NODO INFERIORE ANTA SCORREVOLE ALZANTE ( 1 su 7)

37 UF NODO INFERIORE ANTA FISSA ALZANTE ( 2 su 7)

38 UF NODO CENTRALE ALZANTE ( 3 su 7)

39 UF NODO LATERALE SINISTRO ALZANTE ( 4 su 7)

40 UF NODO LATERALE DESTRO ALZANTE ( 5 su 7)

41 UF NODO SUPERIORE ANTA FISSA ALZANTE ( 6 su 7)

42 UF NODO SUPERIORE ANTA SCORREVOLE ALZANTE ( 7 su 7)

43 E necessario ponderare i valori Uf dei singoli nodi secondo lo schema e la formula riportati

44 Usb La Trasmittanza del cassonetto La UNI EN ISO 10077/2 : 2004 prevede anche il calcolo della la trasmittanza termica del cassonetto.

45 Usb La Trasmittanza del cassonetto Per la UNI EN ISO 10077/2 : 2004 è di fondamentale importanza la cavità che si crea tra cassonetto e tapparella. Bisogna quindi ipotizzare una tapparella di uno spessore fissato.

46 Usb Cassonetto con cavità maggiore di 10mm Per la UNI EN ISO 10077/2 : 2004 è di fondamentale importanza la cavità che si crea tra cassonetto e tapparella. 20,0 o C 11,0 o C 0,0 o C B 290,00 Φ A- B = 40,996 W/m A Il valore Usb è circa 7 W/m 2 K

47 Usb Cassonetto con cavità minore di 10mm Il prodotto sottoposto a calcolo è uguale a quello precedente. 20,0 o C 11,0 o C 0,0 o C B 290,00 Φ A- B = 7,652 W/m A In questo caso valore Usb è circa 1,3 W/m 2 K

48 Le prestazioni termiche dei sistemi di posa in opera I comportamenti termici e idrostatici dei giunti dipendono da : - Temperatura - Umidità Ambiente esterno - Umidità Ambiente Interno

49 PROBLEMI DOVUTI ALL UMIDITA La maggior parte dei danni strutturali sono causati dall umidità

50 Assenza o contenimento ponti termici Il Laboratorio ha gli strumenti per valutare la capacità del sistema di posa di isolare termicamente mediante l assenza di ponti termici indotti. La prestazione dovrebbe essere correlabile all isolamento termico dell infisso e, soprattutto, dei vani murari di contorno, considerando eventuali davanzali, ecc. Ottenibile mediante: Una accurata progettazione del sistema L esame dei materiali e componenti utilizzati (controtelai metallici, davanzali di marmo passanti, ecc) e la loro relativa influenza.

51 Condizioni di Prova Simulazione software con i seguenti parametri : Ambiente Interno T = 20 Umidità dell aria = 50% Ambiente esterno T = -15 Umidità dell aria = 80%

52 PUNTO DI RUGIADA Con l umidità relativà esterna fissata è la temperatura ( espressa in C ) a cui il vapore acqueo diventa rugiada ( condensa). In pratica è la temperatura di transizione in cui avviene il passaggio dell umidità dell aria da stato gassoso a stato liquido. Nelle condizione ambientali considerati il punto di rugiada è a 9,3 C per facilità consideriamo 10 C.

53 In paritcolare Nell ambito dell istallazione di un serramento un ponte termico è dovuto : - Alla configurazione geometrica dei giunti vano murario/controtelaio/telaio fisso - Dalle caratteristiche fisiche dei materiali utilizzati per la posa - Conduttività termiche dei materiali che condizionano l andamento delle isoterme. - Condizioni ambientali considerate.

54 Esempio di analisi delle isoterme 1 Caso Caratteristiche progettuali : - Istallazione a filo interno - Controtelaio in legno a filo interno - Sigillatura interna mediante schiuma poliuretanica monocomponente - Sigillatura esterna esterna mediante filo di silicone neutro

55 Esempio di analisi delle isoterme 1 Caso

56 Esempio di analisi delle isoterme 2 Caso Caratteristiche progettuali : - Istallazione a filo interno - Controtelaio in materiale metallico a filo interno - Sigillatura interna mediante schiuma poliuretanica monocomponente - Sigillatura esterna esterna mediante filo di silicone neutro

57 Esempio di analisi delle isoterme 2 Caso

58 Analisi dei risultati E Immediato che l utilizzo di un materiale metallico modifica l andamento delle isoterme fredde portandondole verso l interno. Un controtelaio metallico quindi è da considerarsi un ponte termico.

59 Esempio di analisi delle isoterme 3 Caso Caratteristiche progettuali : - Istallazione a filo interno - Controtelaio in legno a filo interno - Sigillatura eseguita mediante l utilizzo di specifici nastri autoespandenti

60 Esempio di analisi delle isoterme 3 Caso 1 Caso

61 Esempio di analisi delle isoterme 4 Caso Caratteristiche progettuali : - Istallazione a filo interno - Controtelaio in materiale metallico a filo interno - Sigillatura eseguita mediante l utilizzo di specifici nastri autoespandenti

62 Esempio di analisi delle isoterme 4 Caso 2 Caso

63 Infine Comportamento termico delle traverse inferiori Caso 1 : Istallazione a filo interno su un davanzale in marmo Caso 2 : Istallazione a centro muro su un davanzale in marmo con controtelaio in legno su 4 lati.

64 Confronto Caso 1 Caso 2

65 Osservazioni 1. Nel caso 1 le prestazioni termiche sono fortemente influenzate dal davanzale in marmo che rappresenta un chiaro ponte termico 2. Nel caso 2 il controtelaio in legno sui quattro lati costituisce un efficace taglio termico che consente di innalzare le temperature superficiali interne della traversa inferiore 3. La presenza di un sigillante costituito da materiale differente non modica le prestazioni termiche del giunto ottenibile dall utilizzo di diverso elemento di sigillatura perimetrale.

66 Volendo riassumere Variabili significative: 1. Materiali costituenti il controtelaio e gli elementi del giunto 2. Tipologia di istallazione ( in battuta / in luce / altre ) 3. Posizionamento del prodotto ( filo interno / filo esterno / mezzeria) 4. Eventuali elementi del vano murario ( pannelli isolanti) 5. Ponti termici ( davanzali ) Variabili termicamente poco significative Variabili termicamente poco significative: 1. Modalità di sigillatura perimetrale 2. Materiali costituenti i sigillanti ( fondamentali per prestazioni ambientali di altro genere ) 3. Modalità di fissaggio meccanico ( fondamentale per prestazioni relative alla sicurezza in uso del prodotto )

67 CONCLUSIONI E ormai nota e riconosciuta l importanza che il prodotto serramento ricopre nell edificio ed ancora di più nel contesto sempre più rilevante di risparmio energetico. La conoscenza dei prioritari aspetti tecnici indispensabili per la verifica dei prodotti e la determinazione degli specifici valori energetici ed acustici è oggi un elemento VINCOLANTE NON SOLO PER SODDISFARE LE PRESCRIZIONI NORMATIVE, MA ANCHE E SOPRATTUTTO PER AFFRONTARE IL MERCATO IN MODO SERIO E PROFESSIONALE ED EVOLVERE VERSO UN ROSEO FUTURO IL PRODOTTO E L AZIENDAL

68 Per ulteriori chiarimenti visitate

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