Norme tecniche e strumenti di calcolo per sistemi vetrati e serramenti ad elevate prestazioni energetiche

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1 Norme tecniche e strumenti di calcolo per sistemi vetrati e serramenti ad elevate prestazioni energetiche Michele Zinzi ENEA Treviso 6 giugno 2011

2 Sommario Le caratteristiche termo-fisiche dei sistemi trasparenti Il ruolo dell involucro trasparente sulle prestazioni energetiche degli edifici WINSHELTER e strumenti di calcolo a supporto

3 Le superfici vetrate e l involucro edilizio Consumi medi nelle abitazioni italiane kwh/m 2 per anno Circa il 70% per riscaldamento Oltre il 50% dei serramenti è a vetro singolo, circa il 10% è ad elevate prestazioni Le potenzialità di risparmio energetico negli edifici residenziali oscilla tra il 10 ed il 25% In edifici non residenziali può arrivare al 40%, per gli elevati consumi durante la stagione estiva Integrazione di soluzioni per involucri ad alte prestazioni (schermature, PV, controlli.)

4 Le superfici vetrate e l involucro edilizio Isolare l ambiente costruito dallo spazio esterno Aumentare i guadagni solari in inverno Ridurre gli apporti solari in estate Ridurre le zone di discomfort termico Permettere l ingresso della luce naturale Permette agli occupanti di relazionarsi con il mondo esterno

5 Caratteristiche termofische dei serramenti Trasmittanza termica U c, U f, U w W/m 2 K Permeabilità aria Q m 3 /hm 2 Trasmissione luminosa t v - Fattore solare g -

6 Caratteristiche dei sistemi trasparenti Tipo di vetro (4-12-4) τ v g Uc Vetrocamera (3-6-3) Vetrocamera (4-12-4) Vetrocamera (4-15/16-4) Vetrocamera a controllo solare Vetrocamera low-e Vetrocamera con gas Vetrocamera con gas low-e Vetrocamera a filtro solare

7 WINSHELTER WINdows and SHading energy lunimous and thermal evaluation routine Sviluppato da ENEA in collaborazione con SSV (Stazione Sperimentale del Vetro) Finanziato attraverso l accordo di programma con MSE: Ricerca Sistema Elettrico ( Attività sulla generazione elettrica Attività sugli usi finali di energia o Condizionamento e illuminazione per residenziale e terziario Prestazioni dell involucro edilizio trasparente WIN-SHelter

8 Il quadro normativo di riferimento Il quadro normativo nazionale affronta il problema della prestazione e dell efficienza energetica dell involucro edilizio in regime estivo. Le metodologie di calcolo introducono il contributo delle schermature mobili per il controllo solare e le chiusure esterne per l isolamento termico notturno. Ucorr = (Uws x f shut) + Uw x (1 - f shut ) F sh,gl =[(1 f sh,with )g gl + f sh,with g gl + sh ]/g gl Uws la trasmittanza termica del serramento più chiusura opaca [W/ m2 K]; f shut è la frazione adimensionale che esprime differenza di temperatura g gl fattore solare della finestra, quando la schermatura solare non è utilizzata; cumulata per il periodo in cui la chiusura è utilizzata; g gl + sh fattore solare totale della finestra, quando la schermatura solare è utilizzata; Uw è la trasmittanza termica del serramento [W/ m2 K]. f sh,with frazione di tempo in cui la schermatura solare è utilizzata, pesata sull'irraggiamento solare incidente; essa dipende dal profilo dell'irradianza solare incidente sulla finestra e quindi dal clima, dalla stagione e dall'esposizione. La norma UNI TS fornisce una tabella con dati di default mensili.

9 WINSHELTER La dimensione globale del problema energetico coinvolge figure professionali non necessariamente abituate ad affrontare problematiche di questo tipo Strumento a supporto di: industria/artigianato, esperti nel settore dell efficienza energetica (certificatori energetici), studenti Compromesso tra accuratezza del calcolo e semplicità di utilizzo per l utente Utilizzo principale previsto: Caratterizzazione dei prodotti Strumento a supporto di tool semplificati per il calcolo della prestazione energetica

10 WINSHELTER WINdows and SHading Energy Lunimous and Thermal Evaluation Routine Sviluppato da ENEA in collaborazione con SSV (Stazione Sperimentale del Vetro) Strumento a supporto di industria, esperti nel settore dell efficienza energetica, studenti Compromesso tra accuratezza del calcolo e semplicità per l utente Principale approssimazione: i calcoli sono effettuati utilizzando i dati integrati e non quelli spettrali! Realizzazione di database di valori di riferimento di diversi prodotti: Sistemi schermanti (ASSITES) Telai ed infissi (UNCSAAL, FederLegno, SIPVC) Vetri (Assovetro)

11 WINSHELTER WINdows and SHading Energy Lunimous and Thermal Evaluation Routine Sviluppato da ENEA in collaborazione con SSV (Stazione Sperimentale del Vetro) Strumento a supporto di industria, esperti nel settore dell efficienza energetica, studenti Compromesso tra accuratezza del calcolo e semplicità per l utente Principale approssimazione: i calcoli sono effettuati utilizzando i dati integrati e non quelli spettrali! Realizzazione di database di valori di riferimento di diversi prodotti: Sistemi schermanti (ASSITES) Telai ed infissi (UNCSAAL, FederLegno, SIPVC) Vetri (Assovetro)

12 WINSHELTER Tipologia di calcolo: 1. grandezze ottiche e solari di sistemi trasparenti integrati con elementi schermanti e ventilazione naturale e forzata 2. Trasmittanza termica del serramento con eventuali chiusure (avvolgibili, scuretti, persiane, ecc.) Norme di riferimento: EN per le proprietà solari e luminose di vetri con schermature solari EN 410 EN per le proprietà solari e luminose di vetri, EN 673 EN per le proprietà termiche di vetri, EN per le proprietà termiche di serramenti completi.

13 WINSHELTER I dati numerici di partenza del modulo 1 sono: t, r, a, ε, spessore delle lastre t, r, a, ε, percentuali dei fori delle tende t, r, a, ε, percentuali dei fori, inclinazione, passo delle lamelle (veneziane) Portata d aria nel caso di ventilazione forzata e temperatura di ingresso/uscita nel caso di ventilazione naturale Dimensione delle lastre in caso di vetrate ventilate I dati numerici di partenza del modulo 2 sono: Trasmittanza termica del sistema trasparente Trasmittanza termica del telaio Trasmittanza lineica del giunto telaio, vetro, distanziatore Dati geometrici dell infisso

14 WINSHELTER: schermata iniziale Pulsanti di ingresso per: il modulo trasparente, modulo serramento, database dei material1

15 WINSHELTER: modulo trasmittanza termica Database progetti archiviati Database serramenti di riferimento Campi per i dati geometrici e termici dei componenti I pulsanti con il punto interrogativo contengono i dati standard indicati dalle norme

16 WINSHELTER: proprietà sistema trasparente Progetto inserendo i singoli strati che compongono il sistema: Vetri Schermature Intercapedini con diverse tipologie di gas e ventilazione Si utilizza il database a sinistra oppure si attivano le celle vuote con gli appositi bottoni

17 WINSHELTER: dati di input dei singoli strati

18 WINSHELTER: sviluppi futuri Integrazione ed espansione dei database Possibilità di inserire i dati spettrali ed eseguire il calcolo secondo la norme ISO Si prevede la possibilità di sviluppare una versione web-based

19 WINSHELTER: download Winshelter è scaricabile gratuitamente dal sito È necessaria la registrazione Registrati 2400 utenti!

20 Contatti Michele Zinzi ENEA - UTEE ERT s.p st. 113 Via Anguillarese, Roma (I) tel / 4188 fax michele.zinzi@enea.it Grazie per l attenzione!