Progetto RESET Attività di formazione

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1 Progetto RESET Attività di formazione LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI Dati climatici, calcolo delle prestazioni energetiche dei componenti dell involucro edilizio MODULO 2 -Parte A Ing. Antonio Mazzon

2 DATI CLIMATICI DELLA LOCALITA 2 Per la verifica del fabbisogno energetico dell edificio occorre disporre dei dati climatici caratteristici della località nella quale si trova l edificio stesso. Tali dati sono: I. la temperatura dell aria esterna: rappresenta il valore medio mensile per ogni mese compreso nella stagione di riscaldamento; tale valore si desume dalla UNI 10349; II. l irradiazione solare globale giornaliera: sono i valori giornalieri medi mensili, per ogni mese della stagione di riscaldamento, della radiazione totale incidente sulle diverse esposizioni e sul piano orizzontale. Si desumono dalla UNI 10349, tenendo presente che i dati riportati per ciascuna esposizione devono ritenersi validi per angoli compresi tra -22,5 e +22,5 nell intorno della direzione considerata; III. la temperatura interna di progetto: per questo dato si assume la temperatura dell aria come specificato nella UNI Per gli edifici residenziali e del terziario si assume una temperatura interna costante pari a 20 C. Per gli edifici adibiti ad attività industriali ed artigianali si assume una temperatura interna costante pari a 18 C.

3 DURATA DELLA STAGIONE DI RISCALDAMENTO 3 Prima di determinare i parametri climatici da utilizzare per il calcolo del fabbisogno energetico dell edificio, è necessario individuare la stagione di riscaldamento della località ove si trova l edificio La stagione di riscaldamento è l intervallo di tempo compreso tra il primo giorno del mese di inizio e l ultimo giorno del mese di fine del periodo di riscaldamento fissato, in funzione della zona climatica, come riportato in tabella 3, dove le frazioni di mese vengono conteggiate come mesi interi.

4 ZONE TERMICHE 4 Il D.P.R. 412/93 suddivide il territorio nazionale in sei zone climatiche in funzione dei gradi-giorno, indipendentemente dall ubicazione geografica della località secondo quando indicato in tabella 2.

5 GRADI GIORNO 5 I gradi giorno sono la sommatoria estesa a tutto il periodo di riscaldamento della differenza tra la temperatura di riferimento interna e la temperatura media giornaliera esterna: in cui t è il periodo in cui è in funzione il riscaldamento, determinato sulla base della fascia climatica del comune di appartenenza (la sommatoria prevede solo i contributi positivi), che dipende a sua volta dai gradi-giorno calcolati con Trif = 20 C. I gradi-giorno rivestono dunque la doppia veste di indicatore climatico, e di termine di proporzionalità fra i consumi e la caratteristica di dispersione dell edificio (CgV).

6 DATI CLIMATICI DELLA LOCALITA 6

7 Temperature a PALERMO 7 mese Oss. Astr. UNI scarto % gen 11,7 11,1 5,1% feb 11,8 11,6 1,4% mar 13,8 13,1 4,9% apr 16,0 15,5 3,3% mag 20,0 18,8 5,8% giu 23,9 22,7 5,0% lug 26,1 25,5 2,2% ago 26,8 25,4 5,3% sett 23,6 23,6 0,2% ott 21,3 19,8 6,9% nov 16,9 16 5,2% dic 13,3 12,6 5,5% Media 4,2% 30,0 25,0 Diagramma temperature C 20,0 15,0 10,0 Osservatorio Astronomico Norma UNI ,0 0,0 gen mar mag lug sett nov mesi

8 Radiazione solare a PALERMO 8 Radiazione solare globale gen ,0 400,0 W/mq 300,0 200,0 100,0 0, ore

9 UNI

10 Orientamento degli edifici 10 L orientamento è un parametro definito per ognuna delle pareti esterne dell edificio. Quantitativamente, l orientamento deve essere ricavato dall angolo esistente tra la perpendicolare alla parete e la direzione nord. Tuttavia, è generalmente possibile parlare di orientamento in modo qualitativo utilizzando i punti cardinali: Nord, Sud, Est e Ovest e le direzioni secondarie. La descrizione quantitativa consente di assegnare un orientamento ad ogni livello di angolatura. Le differenze principali tra facciate con diversi orientamenti sono nel valore dell irradiazione solare che colpisce ciascuna facciata e l esposizione rispetto ai venti dominanti. Un orientamento con le facciate più estese a Sud e a Nord, cioè una forma con asse maggiore Est Ovest permette di effettuare in modo relativamente facile il controllo della radiazione che penetra attraverso le superfici vetrate. Un semplice aggetto orizzontale posizionato sopra tali superfici e correttamente dimensionato riesce ad impedire alla radiazione solare diretta di incidere sulla superficie vetrata quando, in estate, il sole è alto, mentre la lascia penetrare in inverno, quando il sole è più basso sull orizzonte. Ovviamente la facciata a nord avrà di preferenza una superficie vetrata ridotta, dal momento che le finestre costituiscono l elemento debole dell involucro isolato. Le superfici vetrate a Est ed Ovest richiederanno particolare cura nella schermatura poiché investite dal sole basso delle ore mattutine e serali (per questi orientamenti sono da preferire schermi o aggetti verticali).

11 11 Schermatura solare da strutture circostanti e propria La schermatura evita che le radiazioni solari colpiscano le pareti esterne degli edifici in certi periodi dell anno e del giorno. Si può distinguere tra tre tipi di schermatura: schermatura propria dovuta alla sovrapposizione delle superfici dell edificio l una sull altra; schermatura generata da ostacoli lontani come altri edifici nelle vicinanze; schermatura generata da ostacoli vicini come aggetti o veneziane Nelle zone climatiche di nostro interesse l irradiazione solare è elevata e costituisce una parte rilevante del bilancio termico, in particolare estivo. Una combinazione di isolamento termico e protezione solare consente di intervenire su questo bilancio. Le schermature su cui il progettista ha controllo devono essere studiate in maniera selettiva, consentendo alla radiazione solare di raggiungere l edificio in inverno e, al contempo, bloccando la radiazione in estate.

12 UNI

13 13 Esempio: EDIFICIO RESIDENZIALE Edificio di tipo residenziale (2 pian1: categoria E1 del DPR 412/93 Struttura intelaiata in c.a. Pareti in blocchi forati in laterizio ed intonaco (s= 29 cm) Infissi con telaio metallico con doppi vetri senza gas nell intercapedine Confina con l esterno, il corpo scala e con un piano cantinato interrato.

14 14 Esempio: EDIFICIO RESIDENZIALE Edificio con ostruzioni esterne e aggetti orizzontali

15 15 Classificazione degli edifici DPR 412/93

16 16 Descrizione sintetica procedura di calcolo La procedura di calcolo comprende i seguenti passi: 1. definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno; 2. definizione dei confini dell'insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell'edificio; 3. calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell'edificio, dei fabbisogni di energia termica per il riscaldamento; 4. aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone servite dagli stessi impianti. 5. Verifiche ai sensi del D.Lgs192/05 e s.m.i.e DM 26/06/2009 -Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici

17 Individuazione del sistema edificio-impianto Il sistema edificio-impianto è costituito da uno o più edifici (involucri edilizi) o da porzioni di edificio, climatizzati attraverso un unico sistema di generazione come esplicitato nelle seguenti figure. Sistema edificio-impianto costituito da una porzione di edificio servita da un impianto termico autonomo

18 Zonizzazione termica In linea generale ogni porzione di edificio, climatizzata ad una determinata temperatura con identiche modalità di regolazione, costituisce una zona termica.

19 Zonizzazione termica Diverse unità immobiliari servite da un unico generatore, aventi proprie caratteristiche di dispersione ed esposizione, possono costituire altrettante zone termiche(vedi figura). La zonizzazione non è richiesta se si verificano le seguenti condizioni: I. Le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non oltre 4 K; II. II. Gli ambienti non sono raffrescati o comunque le temperature interne di regolazione per il raffrescamento differiscono di non oltre 4 K; III. Gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di riscaldamento; IV. Se vi è un impianto di ventilazione meccanica, almeno l'80% dell'area climatizzata è servita dallo stesso impianto di ventilazione con tassi di ventilazione nei diversi ambienti che non differiscono di un fattore maggiore di 4. V. È possibile che la zonizzazione relativa al riscaldamento differisca da quella relativa al raffrescamento.

20 20 Individuazione del sistema edificio-impianto

21 Area lorda riscaldata (contorno rosso) Volume lordo riscaldato = area lorda x altezza comprensiva dello spessore dei solai 21 Caratteristiche geometriche

22 22 Caratteristiche geometriche

23 Volume lordo riscaldato = area lorda x altezza comprensiva dello spessore dei solai 23 Caratteristiche geometriche

24 24 Caratteristiche geometriche Esaminando i casi precedenti (da 1 a 4), si può osservare come a parità di volume complessivo una diversa distribuzione delle singole parti che lo costituiscono comporta una diversa superficie disperdente. Più la forma dell edificio è compatta minore sarà la superficie disperdente e, quindi, minore sarà il rapporto S/V a parità di volume riscaldato. Quindi, in questo caso, minore sarà il consumo energetico.

25 Allegato 2 -Metodologia di classificazione degli edifici Climatizzazione invernale dell edificio Il sistema di classificazione nazionale, relativo alla climatizzazione invernale, è definito sulla base dei limiti massimi ammissibili del corrispondente indice di prestazione energetica in vigore a partire dal 1 gennaio 2010 (EPiL(2010)), di cui alle tabelle 1.3 e 2.3 dell allegato C al decreto legislativo, e quindi parametrato al rapporto di forma dell edificio e ai gradi giorno della località dove lo stesso è ubicato. Edifici residenziali Altri Edifici

26 26 Misure secondo UNI Si utilizzano le misure rilevate dall interno

27 27 Caratteristiche geometriche Calcolo della superficie utile dell edificio

28 Esempio: edificio scolastico 28 TEMPERATURA INTERNA Climatizzazione invernale Per tutte le categorie di edifici ad esclusione delle categorie E.6(1), E.6(2) e E.8, si assume una temperatura interna costante pari a 20 C. Ad esempio, per gli edifici di categoria: E.6(2) attività sportive palestre E.8 edifici per attività industriali ed artigianali, si assume una temperatura interna costante pari a 18 C.

29 Durata della stagione di riscaldamento

30 Locali non riscaldati 30 Ledificio confina, oltre che con l esterno, con due zone non riscaldate costituite dal corpo scala e dal piano cantine (interrato).

31 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Il calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi viene eseguito utilizzando la procedura riportata nella Norma UNI EN ISO 6946 : Componenti ed elementi per edilizia Resistenza termica e trasmittanza termica Metodo di calcolo. Il principio del metodo di calcolo consiste nella determinazione della resistenza termica per ognuno degli strati termicamente omogenei che costituiscono il componente e nella somma di queste resistenze termiche singole, per determinare la resistenza termica totale del componente, includendo l'effetto delle resistenze termiche superficiali. La resistenza termica di ogni singolo strato omogeneo viene calcolata effettuando il rapporto tra lo spessore di ogni singolo strato omogeneo (d) e la conduttività termica dello stesso (l) I valori della conduttività termica di alcuni materiali edilizi può essere ricavato dalle norme UNI e

32 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Direzione del flusso termico Ascendente Orizzontale Discendente R si 0,10 0,13 0,17 R se 0,04 0,04 0,04 Il valore della resistenze termica superficiale,espressa in m 2 K/W può essere desunta, in funzione della direzione del flusso termico, dal Prospetto I della Norma UNI 6946.

33 33 conducibilità termica dei materiali

34 34 conducibilità termica dei componenti edilizi

35 35 conducibilità termica dei componenti edilizi

36 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Parete perimetrale esterna (tipo S6), s = 29 cm.

37 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Parete perimetrale esterna (tipo S6), s = 29 cm.

38 Potenza termica dispersa attraverso una parete La potenza termica trasferita complessivamente attraverso la parete da un estremo all'altro è calcolabile tramite il semplice prodotto tra la trasmittanza, la superficie e la differenza di temperatura del componente in analisi: q=u * A * (T1 T2) U = 1 h i + 1 s n λ La resistenza termica è l superficiale viene valutata considerando due resistenze poste in parallelo, una resistenza dovuta allo scambio termico per irraggiamento e l'altra dovuta allo scambio termico per convezione: RT = Rsi + Σi Rf + Rse Rsi = resistenza termica superficiale interna Rse = resistenza termica superficiale esterna + 1 h e 38

39 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Parete perimetrale esterna (tipo S6), s = 29 cm. R T 2 n 0,02 1 0,02 = R + R + R = 0, ,04 = 1,051 si n si i 0,90 1,205 0,70 WK m U = 1 R T = 1 1,051 = 0,952 W 2 m K

40 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Parete perimetrale esterna (tipo S6), s = 29 cm.

41 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Parete in cls e impermeabilizzazione esterna (tipo S9), s = 30 cm.

42 Verifica termoigrometrica delle pareti

43 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Parete in cls e impermeabilizzazione esterna (tipo S9), s = 30 cm.

44 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Nel caso di edifici esistenti si può utilizzare l abaco della norma UNI/TR 11552:2014. La trasmittanza della parete esterna di spessore 29 cm, sarebbe pari a 1,180 W/m2 K

45 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi

46 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi

47 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati

48 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati

49 La trasmittanza termica lineare Y g dovuta agli effetti termici combinati della vetrata, del distanziatore e del telaio Norma UNI , prospetto E.1

50 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

51 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140 Si riporta il calcolo completo del tipo di serramento posizionato avente le seguenti caratteristiche: dimensioni: cm; tipo di vetri: doppi vetri normali, con spessori degli strati pari a mm e con aria nell intercapedine; trasmittanza termica dei doppi vetri: 3,3 W/m 2 K. Valore desunto dal prospetto B.1 della norma UNI TS :2013 (vedi figura 3.2); la trasmittanza del telaio metallico senza taglio termico, pari a 7 (W/m 2 K) è stata ricavata dal prospetto B.2 della norma UNI TS :2014 (vedi figura 3.4); la trasmittanza termica lineare per il distanziatore per vetro pari a zero è riportata nel prospetto E.1 della norma UNI EN ISO (vedi tabella 3.2); la resistenza termica aggiuntiva dell avvolgibile in plastica senza schiuma, pari a R = 0,16 (m 2 K/W), viene determinata dal prospetto B.4 della norma UNI TS :2014 (vedi tabella 3.3);

52 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

53 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

54 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

55 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

56 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

57 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 80 X 140

58 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 140 X 140

59 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati FINESTRA 140 X 140

60 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro vetrati Porta di ingresso all edificio La porta di ingresso all edificio, ubicata al piano terra all interno del corpo scala, ha le dimensioni di 145x240 cm; è realizzata con un telaio in legno massello, di spessore pari a 7 cm, e due pannelli, uno posto sulla parte superiore, costituito da un doppio vetro con aria nell intercapedine e, un altro, posto sulla parte inferiore, in legno di spessore di 5 cm. La trasmittanza termica U w viene calcolata utilizzando la equazione

61 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Pavimento non isolato controterra (solaio 20+6 cm)

62 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi Pavimento non isolato controterra (solaio 20+6 cm)

63 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno UNI EN La norma descrive i metodi di calcolo dei coefficienti di scambio termico e dei flussi termici, per elementi di edifici a contatto con il terreno, compresi pavimenti controterra, pavimenti su intercapedine e piani interrati. Le trasmittanze termiche per i pavimenti e per i piani interrati sono correlate alla componente del flusso termico in regime stazionario.

64 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno In questa norma, P è il perimetro esposto del pavimento, ovvero la lunghezza totale delle pareti esterne che separano l'edificio riscaldato dall'ambiente esterno o da uno spazio non riscaldato esterno alla parte termicamente isolata del fabbricato. Più la forma dell edificio è compatta minore è la dimensione caratteristica B

65 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno

66 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno

67 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno

68 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno

69 Per il calcolo del coefficiente di perdita di calore attraverso il terreno, in condizioni stazionarie L S, si utilizza la Norma UNI EN ISO sul trasferimento di calore attraverso il terreno. 1. PAVIMENTO CONTROTERRA NON ISOLATO O UNIFORMEMENTE ISOLATO

70 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi terreno Norma UNI

71 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno

72 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi - terreno

73 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi terreno Norma UNI

74 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi terreno Norma UNI EDIFICI ESISTENTI

75 Calcolo della trasmittanza termica degli elementi di involucro opachi

76 ELENCO STRUTTURE DISPERDENTI EDIFICIO

77 ELENCO STRUTTURE DISPERDENTI EDIFICIO

78 ELENCO STRUTTURE DISPERDENTI EDIFICIO

79 ELENCO STRUTTURE DISPERDENTI EDIFICIO

80 Calcolo dei ponti termici La tecnica fotografica agli infrarossi (figura 01) permette di rilevare la presenza di ponti termici. Questi possono rappresentare fino al 30% del calore totale disperso. I ponti termici sono presenti in corrispondenza di travi, pilastri, davanzali, balconi ed anche in presenza di eterogeneità diffuse nella struttura quali i giunti di malta tra i blocchi dei cosiddetti termolaterizi (figura 03). In sintesi le cause principali di un ponte termico sono: presenza di materiali diversi nella sezione dell edificio (es. muratura di tamponamento in mattoni con struttura in cemento armato). discontinuità geometrica nella forma della struttura (es. angoli). interruzioni dello strato di isolamento termico (es. pilastri, travi marcapiano, serramenti, ecc.).

81 81 Esempi di correzione dei ponti termici

82 Calcolo dei ponti termici

83 Calcolo dei ponti termici

84 Calcolo dei ponti termici con le nuove norme UNI TS Calcolo dei ponti termici svolta facendo riferimento alle norme UNI EN ISO 10211:2008, UNI EN ISO 6946:2008. I risultati delle analisi svolte da Università (Politecnico di Milano) e centri di ricerca sono stati raccolti in un abaco in forma di schede, all interno delle quali, oltre ad una rappresentazione schematica della tipologia di ponte termico, sono riportate le correlazioni per il calcolo della trasmittanza termica lineare e le indicazioni per il loro impiego.

85 Calcolo dei ponti termici con le nuove norme UNI TS 11300

86 Calcolo dei ponti termici con le nuove norme UNI TS 11300

87 Calcolo dei ponti termici con le nuove norme UNI TS 11300

88 Calcolo dei ponti termici con le nuove norme UNI TS 11300

89 Il ponte termico corretto e parete fittizia Il ponte termico è la discontinuitàdi isolamento termico che si può verificare in corrispondenza agli innesti di elementi strutturali (solai e pareti verticali o pareti verticali tra loro); Il ponte termico corretto è quando la trasmittanza termica della parete fittizia (il tratto di parete esterna in corrispondenza del ponte termico) non supera per più del 15% la trasmittanza termica della parete corrente; U parete fittizia 1.15 U corrente