16. BILANCIO ENERGETICO DELL EDIFICIO

Transcript

1 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A BILANCIO ENERGETICO DELL EDIFICIO 16.1 INTRODUZIONE La legslazone talana prevede la certfcazone energetca degl edfc [1,2,3,4]. Gl edfc, o meglo sstem edfcompanto, devono essere classfcat n base ad un ndce d prestazone energetca globale (EPgl), defnto, nel caso d edfc resdenzal con occupazone contnuatva, come rapporto tra la domanda annua d energa prmara e la superfce utle dell edfco [kwh/(m 2 anno)], negl altr cas l ndce è defnto dal rapporto tra la stessa domanda annua d energa ed l volume dell edfco [kwh/(m 3 anno)]. La domanda annua d energa prmara, ovvero calcolata a monte delle converson operate dagl mpant dell edfco, è quella relatva alla clmatzzazone nvernale, alla clmatzzazone estva, alla produzone d acqua calda santara e, con l esclusone delle resdenze utlzzate n modo contnuatvo, all llumnazone artfcale. L attestato d certfcazone energetca, confronta la prestazone energetca globale dell edfco con una sere d class d rfermento. La certfcazone ha lo scopo d fornre nformazon che concorrono alla valutazone dell mmoble al momento della compravendta o della locazone, e che possono essere utlzzate per valutare la convenenza economca d ntervent d rqualfcazone energetca. La domanda d energa termca relatva alla clmatzzazone d un edfco vene stmata sulla base d un blanco termco dell ambente delmtato dall nvolucro edlzo, blanco che può essere pù o meno accurato. Questo blanco termco è collegato ad un pù generale blanco energetco dell edfco che contempla anche gl altr us fnal dell energa. Dalla domanda d energa termca dell ambente confnato, sulla base della valutazone de rendment de sstem mpantstc, s rsale alla domanda d energa prmara. Per motv pratc nella prass progettuale corrente s utlzzano blanc semplfcat, su base mensle, che possono essere esegut con normal fogl d calcolo automatco. D questo tpo è l metodo contenuto nella norma europea EN ISO 13790:2008 Energy performance of buldngs Calculaton of energy use for space heatng and coolng [5], attualmente n vgore, e nelle norme analoghe che l hanno preceduta. Il metodo consente d tener conto delle varazon temporal delle temperature nterna ed esterna, dell nerza termca delle masse costtuent l edfco e del regme d funzonamento dell mpanto (attenuazon, ntermttenza, nterruzon). La legslazone talana fa rfermento alla suddetta norma medante delle norme UNI, che defnscono le modaltà per la sua applcazone nazonale a fn del calcolo del fabbsogno d energa prmara relatvo alla clmatzzazone estva ed nvernale degl edfc. S tratta delle norme UNI/TS e la UNI/TS [6,7], la seconda tratta anche l calcolo del fabbsogno d energa prmara relatvo alla produzone d acqua calda santara. Per la valutazone delle prestazon energetche estve dell edfco la nostra legslazone prevede anche n talun cas, n alternatva al calcolo del fabbsogno energetco per clmatzzazone, l calcolo d alcun parametr caratterzzant l nvolucro (*), che deve essere fatto secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 [10]. In ogn caso la normatva talana consente e consgla l uso d metod d calcolo pù dettaglat qualora s dsponga de dat clmatc necessar, ovvero su base orara anzché mensle. S rnva all utlssma sntes aggornata del quadro normatvo nazonale eseguta dall ANIT [11] per l llustrazone delle verfche da esegure caso per caso, n funzone del tpo d edfco e del tpo d ntervento da operars sullo stesso o sul suo mpanto. Al d là della verfca de requst d legge le applcazon possbl del metodo suggerto dalla UNI EN ISO 13790: 2008 sono le seguent: 1) comparazone delle prestazon energetche d dverse soluzon progettual per uno stesso edfco, 2) descrzone delle prestazon energetche d un edfco esstente, Prof. Arch. Antono Carbonar 1

2 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A ) valutazone dell effetto de possbl ntervent su d un edfco esstente fnalzzat al rsparmo energetco (calcolando la domanda d energa con e senza l ntervento n oggetto), 4) prevsone de futur fabbsogn energetc su vasta scala (anche nazonale o sovranazonale), basandos sul calcolo della domanda d energa d edfc rappresentatv dello stock edlzo esstente ed estendendo rsultat con metod statstc, 5) mgloramento della trasparenza negl att d compravendta nel caso d edfc esstent, graze alle nformazon sulla domanda d energa dell edfco BILANCI TERMICI DEGLI EDIFICI: GENERALITÀ Il sstema fsco confnato dalla superfce esterna dell edfco può essere consderato un sstema termodnamco aperto, operante n regme medamente stazonaro (vedas cap. 4 d queste dspense). Applcando ad esso l Prmo Prncpo della Termodnamca s può scrvere la seguente equazone d blanco energetco, n termn d potenza termca meda rferta ad un generco ntervallo d tempo d : dt Q nd Q sol Q nt Q tr Q ve C [W] (1) d dove l sgnfcato de termn a snstra del segno d uguaglanza è, nell'ordne: Q nd potenza fornta dall mpanto all'ambente confnato, detta anche carco termco, Q sol potenza fornta dalla radazone solare, Q nt potenza fornta dalle font d calore nterne all'edfco (persone, lampade, macchne,...), Q tr potenza uscente trasmessa attraverso l'nvolucro edlzo, Q ve potenza uscente vecolata dal flusso d'ara d ventlazone. Il termne al secondo membro rappresenta la varazone d energa nterna del sstema nel tempo, che s può esprmere come l prodotto della capactà termca effcace dell'edfco C per la varazone della sua temperatura meda nell'ntervallo d tempo consderato. Per capactà effcace s ntende la capactà termca d quella parte della massa dell edfco che effettvamente mmagazzna e/o resttusce energa termca nell ntervallo d tempo consderato. Le dsperson termche che compaono nell equazone d blanco (1) possono essere espresse n funzone della dfferenza d temperatura tra nterno ed esterno (ved cap. 14). Pertanto se s fssa la temperatura nterna t par ad un valore desderato, può essere calcolato l termne relatvo alla potenza dell mpanto Q. È possble così ndvduare la potenza termca che nd l mpanto deve fornre per mantenere costante tale temperatura nel locale n corrspondenza d una data temperatura esterna t e. Nel caso nvernale, esplctando termn Q ve e Q tr, e tenendo conto de segn de var termn, s può scrvere (la smbologa è quella utlzzata nel captolo 14): n p dt Q nd Gve cpa (t te ) U j Aj (t te ) L, j Lj (t te ) Q nt Q sol C [W] d j 1 j 1 avendo posto, n base al prmo prncpo per sstem apert, e lmtandoc al flusso termco sensble (ved cap. 4 e successvo par ): Q ve G ve (h h ) G e ve c pa (t t e ) Prof. Arch. Antono Carbonar 2

3 Dove Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A G ve è la portata massca [kg/s] d ara d ventlazone e c pa è l calore specfco dell ara [J/kg]. S not che: a fn del calcolo d Q tr la temperatura nterna dovrebbe essere la temperatura operante dell ambente confnato (l coeffcente d adduzone nterno tene conto nfatt sa degl scamb radatv con altre superfc nterne che d quello convettvo con l ara), mentre a fn del calcolo d Q ve essa dovrebbe essere la temperatura dell ara nterna. Ne normal ambent abtatv s può tuttava assumere che non v sa una rlevante dfferenza tra le due. La norma attualmente n vgore, UNI/TS [6], defnsce come temperatura nterna da consderare la Meda artmetca della temperatura dell'ara e della temperatura meda radante al centro della zona consderata, e questa altro non è che la defnzone semplfcata della temperatura operante. L'energa prmara de consumata dal generatore d calore n ogn ntervallo d tempo d è par a quella fornta agl ambent servt dvsa per l rendmento globale, g, del sstema d combustone regolazonetrasportoerogazone del calore. Nel caso ad esempo nvernale, tenuto conto della (1) e de segn de var termn, s può scrvere: Q de nd g Q d tr Q ve Q sol Q g nt C dt d d [J] (2) Q tr Q ve Q tr Q tr Q nt Q sol Q ve Q nd Q tr Fg. 1. I prncpal termn del blanco energetco dell edfco. La lnea contnua blu ndca schematcamente confn del sstema aperto da consderare a fn delle dsperson da ventlazone, l cu volume d controllo contene l volume dell ara nterna (le sezon d ngresso ed uscta sono smbolche). La lnea blu tratteggata ndca confn fsc della zona termca, comprendente anche le masse che concorrono alla sua capactà termca effcace. Prof. Arch. Antono Carbonar 3

4 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Un blanco termco dettaglato rchede la defnzone d ntervall temporal suffcentemente pccol (orar o suborar) e la scomposzone dell edfco n part omogenee per propretà termofsche (materal) e condzon al contorno (qual l rraggamento solare), part d dmenson pù o meno grand a seconda del grado d dettaglo rchesto. Per ognuna delle part va scrtta un equazone d blanco termco n cu compaono fluss scambat n varo modo con le altre part e la varazone d energa nterna della parte cu è rferta l equazone. L nseme d queste equazon costtusce un sstema, la cu soluzone fornsce valor delle temperature e de fluss termc non not. Tra fluss non not è compreso quello che l mpanto deve fornre all ambente confnato ( Q nd ) per mantenere la temperatura nterna desderata. Il calcolo va rpetuto per ogn ntervallo temporale n cu è stato scomposto l perodo d studo (gorno, mese, stagone, anno). È evdente la dffcoltà d procedere con sml metod nella prass progettuale corrente, anche perché è dffcle dsporre n ogn localtà d dat orar relatv alle grandezze clmatche necessare al calcolo: temperatura esterna ed rraggamento solare n partcolare. Sono nvece res dsponbl dalla UNI 10349: 1994, relatvamente a tutt capoluogh d provnca talan, valor med mensl de parametr clmatc [13]. Per quest motv s prefersce far rcorso a metod d calcolo semplfcat, con qual s prende n esame l ntero edfco o una zona d esso (zona termca), d dmenson non nferor al vano, omogenea per temperatura nterna e condzon al contorno e servta da uno stesso mpanto. Il calcolo è rferto ad un perodo relatvamente lungo: mensle o stagonale. Le prncpal potes semplfcatve, su cu sono basat quest metod, sono le seguent: stazonaretà degl scamb termc all nterno del perodo d calcolo, questa potes consente d assumere valor costant delle temperature ( valor med nel perodo), purché s tenga conto n qualche modo degl effett delle varazon d energa nterna delle masse, monodmensonaltà de fluss termc attraverso gl element d nvolucro edlzo, con conseguente trattamento semplfcato de pont termc, assunzone de valor med stagonal o mensl delle grandezze clmatche, valutazone semplfcata de contrbut de guadagn termc ntern e d orgne solare. Il metodo d calcolo prevsto dall attuale normatva talana è su base mensle. Le vare voc del blanco energetco dell edfco, dsperson Q ls e guadagn termc Q gn e fabbsogn Q nd, vengono calcolate n termn d energa mensle (MJ). Sempre relatvamente ad ogn mese la domanda d energa per clmatzzazone ( Q, n Inverno e Q nd C, n Estate) dell edfco o dello spazo servto nd dall mpanto, è calcolata n base ad un equazone d blanco dversa a seconda che c s trov nella stagone d rscaldamento o d raffreddamento. Nella stagone d rscaldamento: Q,nd Q Q [MJ] (3) ls,gn gn nella stagone d raffreddamento: Q C,nd Q Q [MJ] (4) gn C,ls ls S può notare che n queste equazon non compare esplctamente un termne che rappresent l energa termca accumulata dalle masse dell edfco, ma de fenomen d accumulo e resttuzone d calore s tene conto attraverso coeffcent d utlzzazone degl apport termc ( ) e delle dsperson termche ( C, ls ). Come s vedrà nel seguto (nel par. 16.6) quest coeffcent sono drettamente proporzonal alla capactà termca C effcace ed a guadagn, mentre sono nversamente proporzonal al coeffcente globale d scambo termco, dunque alle dsperson., gn Prof. Arch. Antono Carbonar 4

5 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Nel prmo caso l coeffcente d utlzzazone esprme la capactà dell edfco d utlzzare l calore accumulato nelle masse per contrbure alla copertura del carco termco. In una dato clma l nerza termca delle masse può contrbure a dmnure l fabbsogno d energa dell ambente confnato, n quanto: nel perodo freddo rduce la possbltà che guadagn termc, n partcolare quell solar (che ntervengono nelle ore central pù calde), elevno la t oltre l valore d setpont (surrscaldamento), consentendo noltre d utlzzare successvamente l energa termca accumulata nelle ore pù fredde, quando maggor sono le dsperson. Quando s verfca l surrscaldamento la conseguente dspersone termca addzonale è conteggata attraverso l fattore d utlzzazone che rduce guadagn stess. Nel perodo caldo nvece la dspersone dell energa accumulata nelle masse, che può avvenre nelle ore notturne pù fresche, ed l conseguente raffreddamento delle masse stesse, può contrbure a contenere carch da raffreddamento nelle ore pù calde. Inoltre nelle ore n cu le superfc esterne sono esposte alla radazone solare l nerza termca degl element d nvolucro rtarda la trasmssone d calore dall esterno all nterno. Un calcolo del carco dell mpanto termco Q nd, eseguto n base alla temperatura esterna d progetto (t e ) e senza tener conto de guadagn termc, è utlzzable per un prmo dmensonamento del generatore d calore, tenendo conto anche n questo caso del rendmento totale dell mpanto. Il corretto dmensonamento consente d ottenere elevat valor del rendmento globale medo stagonale dell mpanto, sul quale esstono lmt d legge [1,2]. n p Q Q Q U A (t t ) L (t t ) G c (t t ) (5),nd tr ve j 1 j j e j 1 La temperatura esterna d progetto, fssata per ogn localtà dal DPR n. 1052/ 77, è un valore al d sotto della quale la temperatura dell ara esterna può scendere con un certo grado d probabltà nel perodo nvernale. L,j j e ve pa e 16.3 LA NORMATIVA ITALIANA Secondo le lnee guda nazonal per la certfcazone energetca degl edfc [4] gl edfc vengono classfcat n base ad un ndce d prestazone energetca globale (EPgl) così defnto: EPgl = EP + EPacs + EPe + EPll [kwh/(m 2 anno)] (6) Dove: EP = ndce d prestazone energetca per la clmatzzazone nvernale, EPe = ndce d prestazone energetca per la clmatzzazone estva, EPacs = ndce d prestazone energetca per la produzone d acqua calda santara, EPll = ndce d prestazone energetca per llumnazone artfcale. Sono defnte le vare class n cu può rentrare questo ndce, ognuna ndvduata da una lettera dalla A alla G. La classe d un edfco va rportata n un apposto attestato d certfcazone energetca. Oltre all EPgl devono essere specfcat n esso l fabbsogno energetco dell nvolucro, vale a dre l energa che l mpanto deve fornre all ambente (confnato) nterno all edfco, ed l rendmento medo stagonale dell mpanto. La certfcazone energetca s applca agl edfc d tutte la categore stablte dall Art. 3 del DPR n. 412 n funzone della destnazone d uso. Nel caso degl edfc resdenzal, categora E.1(1): edfco resdenzale con occupazone contnuatva, tutt sopraelencat ndc sono espress n kwh/(m 2 anno), n tutt gl altr cas, v comprese le resdenze collettve tpo: convent, colleg, caserme e prgon, n kwh/(m 3 anno). Il calcolo d EPll è obblgatoro per tutte le categore d edfc, solo per la categora E.1 lo è lmtatamente a colleg, convent, case d pena e caserme. Prof. Arch. Antono Carbonar 5

6 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A A fn delle lnee guda sono consderat nfatt edfc resdenzal gl edfc classfcat E.1, con l esclusone d colleg, convent, case d pena e caserme. Va detto che al momento, n fase d avvo della normatva, fra gl ndc sopra rportat è rchesto solo l calcolo d EP ed EPacs, pertanto n questa fase s assume: EPgl = EP + Epacs Attualmente nel caso d edfc d nuova costruzone, d ntervent d totale rstrutturazone degl element edlz d nvolucro o demolzone e rcostruzone d edfc con superfce utle > 1000 m 2 ed amplament d enttà superore al 20% della volumetra esstente è rchesto l calcolo d EP ed l confronto con suo valor lmte (rportat al punto 1 dell allegato C del DPR 192/05) nonché l calcolo dell ndce EPe,nvol ed l suo confronto con valor lmte ntrodott dal DPR 59/09 [3]. L ndce EPe,nvol è defnto come l rapporto tra l fabbsogno energetco per raffrescamento, del volume confnato dall nvolucro edlzo, e la superfce calpestable dello stesso (espresso n kwh/(m 2 anno)), pertanto non s tratta d energa prmara fornta all mpanto ma d energa fornta dall mpanto all edfco, non tene conto de rendment mpantstc. Sempre per tutte le categore d edfc nel caso d ntervent d rstrutturazone non ntegrale, qual manutenzone straordnara d element d nvolucro, o nel caso la superfce utle sa nferore a 1000 m 2, anzché l calcolo d EP d EPe,nvol e le relatve verfche, è rchesta la verfca del rspetto de lmt per valor della trasmttanza d tutt gl element d nvolucro (rportat al punto 2 dell allegato C del DPR 192/05). Nel caso d edfc resdenzal esstent con superfce utle fno a 1000 m 2 è possble valutare le prestazon energetche estve, anzché medante l calcolo d (EPe), medante l calcolo d ndc qualtatv qual lo sfasamento ed l fattore d attenuazone, l prmo è defnto come l rtardo temporale tra l pcco del flusso termco entrante nell ambente nterno ed l pcco della temperatura nterna (espresso n ore), l secondo come l rapporto (admensonale) tra la trasmttanza termca dnamca (o perodca) e la trasmttanza termca stazonara. Il rfermento per l calcolo d tal ndc è la norma UNI EN ISO 13786:2008 [10]. Nel caso due ndc non rentrno nella stessa classe s consdera solo lo sfasamento [4]. In tutt gl altr cas va calcolato l ndce EPe,nvol drettamente n base alle ctate norme o medante l metodo DOCET. L ndcazone della qualtà termca estva è po facoltatva nel caso d untà mmoblar (ved successva defnzone) con superfce mnore d 200 m 2. Per tutt gl edfc, nel caso d nuova nstallazone/rstrutturazone degl mpant termc o sola sosttuzone de generator d calore, va calcolato l rendmento globale medo stagonale dell mpanto termco e va verfcato che l suo valore sa superore al valore lmte (stablto al punto 5 dell allegato C del DPR 192). Se la potenza del generatore è superore a 100 kw va eseguta anche una dagnos energetca del sstema edfcompanto che ndvdu possbl ntervent d razonalzzazone. La certfcazone energetca vene eseguta da soggett rconoscut su rchesta del costruttore o del propretaro o del detentore dell mmoble, ha una valdtà massma d 10 ann e va n ogn caso aggornata ognqualvolta venga eseguto un ntervento sul sstema edfcompanto che ne modfch le prestazon. È prevsta anche un attestazone d qualfcazone energetca, che può essere redatta da un tecnco abltato non necessaramente estraneo alla propretà, alla realzzazone od alla progettazone dell mmoble. Essa è obblgatora nel caso d nuova costruzone o rstrutturazone totale ma è dversa dall attestato d certfcazone energetca, che deve essere redatto da soggett al d sopra delle part, essa può solo proporre una classe d effcenza energetca per l edfco n questone. La [5], come la [6], prevede tre dvers tp d valutazone energetca, classfcat come segue. Prof. Arch. Antono Carbonar 6

7 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Tpo d valutazone Dat d ngresso Scopo della valutazone Uso Clma Edfco d Progetto (Desgn ratng ) Standard Standard Progettato Permesso d costrure Certfcazone o Qualfcazone energetca del pro Standard (Asset ratng ) Adattata all'utenza (Talored ratng ) getto Standard Standard Realzzato Certfcazone o Qualfcazone Energetca In funzone dello scopo Realzzato Ottmzzazone, Valdazone, Dagnos e programmazone d ntervent d rqualfcazone Le lnee guda prevedono nvece solo prm due tp d valutazone de tre sopra elencat: 1) l metodo calcolato d progetto, basato su dat d progetto e da mpegars nel caso d edfc d nuova costruzone o totalmente rstrutturat, ndpendentemente dalle loro dmenson, 2) l metodo d calcolo da rlevo su edfco o standard, che rguarda gl edfc esstent e s avvale d dat rcavat da ndagn sull edfco, qual: ) rlev con uso d msure strumental, ) analoga con altr edfc (anche con utlzzo d banche dat), ) sulla base de prncpal dat clmatc, tpologc, geometrc ed mpantstc. Il metodo d cu al punto 1) fa rfermento alle norme nazonal UNI/TS e UNI/TS [6,7], la prma defnsce l metodo d calcolo del fabbsogno energetco (FE) dell nvolucro edlzo per l rscaldamento ed l raffrescamento, la seconda a partre da questo FE permette d calcolare la prestazone del sstema edfcompanto n relazone allo specfco mpanto termco nstallato, ma solo nel caso della clmatzzazone nvernale e della produzone d acqua calda santara (EP + EPacs). Il foglo d calcolo per l applcazone d tal norme è reperble presso l sto del Comtato Termotecnco Italano (CTI). I metod d cu al punto 2) possono avere var grad d approfondmento. Nel caso ), c s rfersce alle semplfcazon contenute nelle stesse due norme ora ctate e rguardant gl edfc esstent senza lmt dmensonal: metod tabellar che fornscono dat descrttv dell edfco (trasmttanze) e degl mpant n funzone della tpologa e dell anno d costruzone (Appendc A, B e C d UNI/TS ), sempre per l calcolo d EP ed EPacs. La metodologa d cu al punto 2) è applcable agl edfc resdenzal esstent con superfce utle fno a 3000 m 2, consente l calcolo degl ndc d prestazone energetca dell edfco per la clmatzzazone nvernale (EP) e per la produzone dell acqua calda santara (EPacs), medante l metodo d calcolo DOCET, predsposto da CNR ed ENEA, sulla base delle norme tecnche d cu al punto 1), l cu software applcatvo è dsponble su st nternet del CNR e dell ENEA. La metodologa d cu al punto 2, sempre per l calcolo dell ndce d prestazone energetca dell edfco per la clmatzzazone nvernale (EP), utlzza come rfermento l metodo semplfcato d cu all allegato 2 delle Lnee Guda (qu rportato n Appendce n. 1), mentre per l calcolo dell ndce energetco per la produzone dell acqua calda santara (EPacs) alle norme UNI/TS per la parte semplfcata relatva agl edfc esstent. Questa procedura è applcable agl edfc resdenzal esstent con superfce utle fno a 1000 m 2. Prof. Arch. Antono Carbonar 7

8 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A IL METODO DI CALCOLO DEI FABBISOGNI DI ENERGIA TERMICA PER CLIMATIZZAZIONE DELLA UNI EN ISO 13790: 2008, come adattato dalla UNI/TS TERMINI E DEFINIZIONI Edfco. Sstema costtuto dalle strutture edlze esterne che delmtano uno spazo d volume defnto, dalle strutture nterne che rpartscono detto volume e da tutt gl mpant e dspostv tecnologc che s trovano stablmente al suo nterno. La superfce esterna che delmta un edfco può confnare con tutt o alcun d quest element: l'ambente esterno, l terreno, altr edfc. Il termne può rferrs a un ntero edfco ovvero a part d edfco progettate o rstrutturate per essere utlzzate come untà mmoblar a sé stant. Untà mmoblare (UI). S defnsce così l nseme d uno o pù local costtuent un appartamento autonomo e destnato ad alloggo, stuato dentro un edfco che contene almeno due UI. È consderata UI anche l untà commercale o artganale o drezonale appartenente ad un edfco con le suddette caratterstche. Ambente clmatzzato. Vano o spazo confnato che, a fn del calcolo, è consderato rscaldato o raffrescato a determnate temperature d regolazone. Area clmatzzata. Area del pavmento degl ambent clmatzzat, comprendente la superfce d tutt pan se pù d uno, esclus pan nterrat o altr ambent non abtabl. A fn del calcolo degl apport termc ntern, è ntesa al netto delle paret permetral e d tutt dvsor vertcal. Zona termca (ZT). Parte dell'ambente clmatzzato mantenuto ad una data temperatura unforme (d setpont) attraverso lo stesso mpanto d rscaldamento, raffrescamento o ventlazone. All nterno d essa s assume che le varazon della temperatura nello spazo sano trascurabl. Fabbsogno d energa termca (utle). Quanttà d calore che deve essere fornta o sottratta ad un ambente clmatzzato per mantenere le condzon d temperatura desderate durante un dato perodo d tempo. Fabbsogno deale d energa termca (utle). Fabbsogno d energa termca rferto a condzon d temperatura dell'ara unforme n tutto l'ambente clmatzzato. Prestazone energetca d un edfco (EPgl). Quanttà annua d energa prmara effettvamente consumata o che s prevede possa essere necessara per soddsfare var bsogn conness ad un uso standard dell'edfco: la clmatzzazone nvernale, la clmatzzazone estva, la preparazone dell'acqua calda per us genc santar, la ventlazone e l'llumnazone. Certfcazone energetca. Procedura che permette d produrre un'attestazone della prestazone energetca dell'edfco medante uno o pù descrttor d fabbsogno energetco calcolat secondo metodologe normalzzate. Il perodo d calcolo è l mese. Stagone d rscaldamento. Perodo dell'anno durante l quale v è una rchesta sgnfcatva d energa per l rscaldamento ambentale, la cu durata è attualmente defnta dal DPR n.412/1993 n funzone della zona clmatca. Stagone d raffrescamento. Perodo dell'anno durante l quale v è una rchesta sgnfcatva d energa per l raffrescamento ambentale. La temperatura esterna (t e ) è la temperatura dell ara esterna, ed è assunta uguale alla temperatura meda radante dell ambente esterno (valore medo nel perodo consderato). Prof. Arch. Antono Carbonar 8

9 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A La temperatura nterna (t ) è la temperatura operante nterna, calcolata nel modo semplfcato come meda artmetca tra valor della temperature dell ara e della temperatura meda radante al centro della zona consderata. È un'approssmazone della temperatura operante defnta dalla UNI EN ISO 7726 e della temperatura rsultante secca defnta dalla UNI EN ISO La temperatura nterna d regolazone o d setpont (t sp ) temperatura nterna mnma fssata dal sstema d regolazone dell'mpanto d rscaldamento e temperatura nterna massma fssata dal sstema d regolazone dell'mpanto d raffrescamento a fn de calcol d fabbsogno energetco LA PROCEDURA DI CALCOLO: SCEMA. Le norme talane UNI/TS e UNI/TS defnscono le modaltà per l applcazone nazonale della UNI EN ISO 13790:2008. In partcolare la UNI/TS defnsce l metodo per l calcolo su base mensle de fabbsogn d energa termca per rscaldamento (Q,nd ) e per raffrescamento (Q C,nd ). La norma è rvolta a tutte le possbl applcazon prevste dalla UNI EN ISO 13790:2008: calcolo d progetto (desgn ratng), valutazone energetca d edfc attraverso l calcolo n condzon standard (asset ratng) o n partcolar condzon clmatche e d eserczo (talored ratng), quest ultma è la valutazone cosddetta: adattata all utenza. La UNI/TS nvece defnsce le modaltà d calcolo del fabbsogno d energa prmara (EP) del sstema edfcompanto a partre dal fabbsogno d energa termca per la clmatzzazone nvernale e la produzone d acqua calda santara, passando attraverso l calcolo de rendment dell mpanto termco nstallato. Il metodo proposto dalla norma UNI EN ISO 13790: 2008 prevede seguent pass: a) defnzone de confn dell'nseme degl ambent clmatzzat e non clmatzzat dell'edfco; b) defnzone de confn delle dverse zone termche (ZT), se rchesta; tal confn sono costtut da tutt gl element edlz che separano lo spazo rscaldato dall ambente esterno o dalle altre zone adacent, non rscaldate o caratterzzate da una dversa temperatura d set pont o da un dverso regme d rscaldamento, c) defnzone delle condzon nterne d calcolo e de dat d ngresso relatv al clma esterno; d) calcolo, per ogn mese e per ogn zona dell'edfco, de fabbsogn d energa termca per l rscaldamento (Q,nd ) e l raffrescamento (Q C,nd ); e) aggregazone de rsultat relatv a dvers mes ed alle dverse zone servte dagl stess mpant. Al punto d) della procedura fabbsogn d energa termca per rscaldamento e raffrescamento s calcolano, per ogn zona termca (ZT) dell'edfco e per ogn mese, medante un blanco d energa termca dello spazo confnato (clmatzzato) mpostato come segue, nella stagone d rscaldamento: Q,nd Q,ht nella stagone d raffreddamento: Q C,nd Q gn,gn gn Q Q Q Q Q [MJ] (7) C,ls C,ht,tr,ve,gn nt sol Q Q Q Q Q [MJ] (8) nt s tratta d un blanco che consdera solo l calore sensble, n esso compaono seguent termn, che rappresentano quanttà d energa [MJ] rferte al perodo d calcolo, le modaltà per l loro calcolo sono descrtte ne successv paragraf: Q è l fabbsogno deale d energa termca dell'edfco per rscaldamento;, nd Q C è l fabbsogno deale d energa termca dell'edfco per raffrescamento;, nd sol C,ls C,tr C,ve Prof. Arch. Antono Carbonar 9

10 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Q, ht è lo scambo termco totale tra ambente confnato ed esterno nel caso d rscaldamento; Q C, ht è lo scambo termco totale tra ambente confnato ed esterno nel caso d raffrescamento; Q, tr è lo scambo termco per trasmssone nel perodo d rscaldamento; Q C, tr è lo scambo termco per trasmssone nel perodo d raffrescamento; Q, ve è lo scambo termco per ventlazone nel perodo d rscaldamento; Q C, ve è lo scambo termco per ventlazone nel perodo d raffrescamento; Q gn sono guadagn termc total; Q nt sono guadagn termc ntern; Q sol sono guadagn termc solar;, gn è l fattore d utlzzazone degl apport termc; C, ls è l fattore d utlzzazone delle dsperson termche L edfco può avere pù zone con dverse temperature d setpont, e l mpanto d clmatzzazone può funzonare n modo ntermttente (nel caso d valutazone adattata all utenza). Dunque, per ogn perodo d calcolo (mese) e per ogn ZT, vanno calcolat termn delle equazon sopra rportate. La norma non contempla l calcolo de fabbsogn d energa n forma latente (umdfcazone/deumdfcazone dell ara), essendo questa matera delle norme rguardant l effcenza de sstem d clmatzzazone (UNI EN 15316, UNI EN 15241, UNI EN 15243). A scopo puramente ddattco nella presente dspensa vene fatto rfermento (tra parentes) alla termnologa nglese usata nella norma [5], mentre per unformtà con le altre dspense del corso la smbologa è stata modfcata, n partcolare per quanto rguarda la temperatura ed l tempo, qu rspettvamente ndcate con t e τ LA PROCEDURA DI CALCOLO: I DATI DI INGRESSO. Sono necessar seguent dat d ngresso. Dat relatv alle caratterstche tpologche dell'edfco: volume lordo dell'ambente clmatzzato (V l ); volume nterno (o netto) dell'ambente clmatzzato (V); superfce utle (o netta calpestable) dell'ambente clmatzzato (A pav ); superfc de component dell'nvolucro e della struttura edlza (A); tpologe e dmenson de pont termc (l ); orentament d tutt component dell'nvolucro edlzo; caratterstche geometrche d tutt element estern (altr edfc, aggett, ecc.) che ombreggano component trasparent dell'nvolucro edlzo. Dat relatv alle caratterstche termche e costruttve dell'edfco: trasmttanze termche de component dell'nvolucro edlzo (U ), per le fnestre dotate d chusure oscurant, occorre conoscere valor della trasmttanza termca nelle due confgurazon: con chusura oscurante aperta e con chusura oscurante chusa; capactà termche areche de component della struttura dell'edfco (қ ), questo dato può essere omesso ne cas n cu è consentta una valutazone semplfcata della capactà termca nterna); trasmttanze d energa solare totale de component trasparent dell'nvolucro edlzo ( g gl ); fattor d assorbmento solare delle facce esterne de component opach dell'nvolucro edlzo ); ( sol, c Prof. Arch. Antono Carbonar 10

11 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A emssvtà delle facce esterne de component dell'nvolucro edlzo (ε ); fattor d rduzone della trasmttanza d energa solare totale de component trasparent dell'nvolucro edlzo n presenza d schermature mobl (F sh ); fattor d rduzone dovut al telao de component trasparent dell'nvolucro edlzo (1 F F ); coeffcent d trasmssone lneare de pont termc (ψ ), questo dato può essere omesso ne cas n cu è consentta una valutazone forfetara delle dsperson attraverso pont termc (vedere punto ). Fg. 2. Vsualzzazone de prncpal termn del blanco energetco dell edfco, fonte: UNI EN ISO 13790: NB. La smbologa è dversa da quella utlzzata n questa dspensa. Dat clmatc: valor med mensl delle temperature esterne (t e ) [ C]; rradanza solare totale meda mensle sul pano orzzontale (I sol,h ) [W/m 2 ], ; rradanza solare totale meda mensle per cascun orentamento (I sol ) [W/m 2 ]. I dat clmatc devono essere conform a quanto rportato nella UNI 10349:1994 [13]. I valor d rradanza solare totale meda mensle sono rcavat da valor d rraggamento solare gornalero medo mensle (o rradazone) fornt dalla UNI (n MJ/(m 2 gorno)), dunque dvdendo l valore fornto dalla norma per 24 ore e per 3,6. I valor d temperatura esterna meda gornalera sono fornt per ogn mese dalla UNI Prof. Arch. Antono Carbonar 11

12 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Per orentament ntermed tra quell rportat nella norma s deve procedere per nterpolazone lneare. Dat relatv alle modaltà d occupazone e d utlzzo dell'edfco: I dat relatv all'utenza comprendono: temperatura nterna d regolazone per l rscaldamento (t nt,set, ); temperatura nterna d regolazone per l raffrescamento (t nt,set,c ); numero d rcamb d'ara (n ); tpo d ventlazone (aerazone, ventlazone naturale, ventlazone artfcale); tpo d regolazone della portata d ventlazone (costante, varable); durata del perodo d raffrescamento (N C ); durata del perodo d rscaldamento (N ); regme d funzonamento dell'mpanto d clmatzzazone; modaltà d gestone delle chusure oscurant; modaltà d gestone delle schermature mobl; apport d calore ntern (Q nt ). Nella valutazone d progetto o nella valutazon standard, dat relatv alle modaltà d occupazone e d utlzzo dell'edfco s rferscono ad un'utenza convenzonale ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE Va ndvduato l sstema edfcompanto da esamnare, che è costtuto da uno o pù edfc (nvolucr edlz) o da porzon d edfco, clmatzzat attraverso un unco sstema mpantstco. Il volume clmatzzato comprende gl spaz che s consderano rscaldat e/o raffrescat a date temperature d regolazone. In lnea generale ogn porzone d edfco, clmatzzata ad una determnata temperatura con dentche modaltà d regolazone, costtusce una zona termca (ZT). Le dverse untà mmoblar servte da un unco mpanto, avent propre caratterstche d dspersone ed esposzone, possono costture dverse zone termche. La zonzzazone non è rchesta se s verfcano le seguent condzon: a) le temperature nterne d regolazone per l rscaldamento dfferscono d non oltre 4 K; b) gl ambent non sono raffrescat o comunque le temperature nterne d regolazone per l raffrescamento dfferscono d non oltre 4 K; c) gl ambent sono servt dallo stesso mpanto d rscaldamento; d) se v è un mpanto d ventlazone meccanca, almeno l'80% dell'area clmatzzata è servta dallo stesso mpanto d ventlazone con tass d ventlazone ne dvers ambent che non dfferscono d un fattore maggore d 4. È possble che la zonzzazone relatva al rscaldamento dffersca da quella relatva al raffrescamento. Per defnre confn del volume lordo clmatzzato s consderano le dmenson esterne dell'nvolucro mentre, per defnre confn tra le zone termche, s utlzzano le superfc d mezzera degl element dvsor. Dunque confn delle ZT comprendono le masse degl element edlz la cu capactà termca ntervene nel calcolo medante la costante d tempo dell edfco, che ntervene a sua volta nel calcolo de coeffcent d utlzzazone degl apport, gn e delle dsperson C, ls. Prof. Arch. Antono Carbonar 12

13 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A TEMPERATURA INTERNA DA ADOTTARE Vanno dstnt seguent cas. A. Valutazone d progetto o standard. Clmatzzazone nvernale. In rfermento alle categore d edfc stablte all art. 3 del DPR n. 412/93 [12], vedas tabella rportata al successvo punto A del paragrafo , per tutte le categore d edfc ad esclusone delle categore E.6(1), pscne, saune e assmlabl, E.6(2), palestre e assmlabl, ed E.8, edfc adbt ad attvtà ndustral ed artganal e assmlabl s assume una temperatura nterna costante par a 20 C. Per gl edfc d categora E.6(1) s assume una temperatura nterna costante par a 28 C Per gl edfc d categora E.6(2) e E.8 s assume una temperatura nterna costante par a 18 C. Per gl edfc confnant, n condzon standard d calcolo, s assume: temperatura par a 20 C per edfc confnant rscaldat e appartament vcn normalmente abtat; temperatura conforme alla UNI EN per appartament confnant n edfc che non sono normalmente abtat (per esempo case vacanze); temperatura conforme all'appendce A della UNI EN ISO 13789:2008, per edfc o ambent confnant non rscaldat (magazzn, autormesse, scantnat, vano scale, ecc.). In base ad essa la temperatura meda mensle de local non rscaldat t u può essere determnata dalla seguente formula: t u t gn u e ue (9) ue t u gn è l flusso termco generato all'nterno dell'ambente non rscaldato, n W; t e è la temperatura esterna meda mensle, n C; t è la temperatura nterna d progetto dell'ambente rscaldato, n C; u è l coeffcente globale d scambo termco tra l'ambente rscaldato e l'ambente non rscaldato, n W/K; ue è l coeffcente globale d scambo termco tra l'ambente rscaldato e l'ambente esterno, n W/K. B. Valutazone d progetto o standard. Clmatzzazone estva. Per tutte le categore d edfc9) ad esclusone delle categore E.6(1) e E.6(2) s assume una temperatura nterna costante par a 26 C. Per gl edfc d categora E.6(1) s assume una temperatura nterna costante par a 28 C. Per gl edfc d categora E.6(2) s assume una temperatura nterna costante par a 24 C. La temperatura nterna degl edfc adacent è fssata convenzonalmente par a 26 C. C. Valutazone adattata all'utenza Per calcol avent scop dfferent da quello standard la temperatura nterna può essere consderata costante per l'ntero perodo d funzonamento oppure può essere specfcata e gustfcata una varazone d tale parametro n relazone a profl d utlzzo dell'edfco DURATA DELLA STAGIONE DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO A. Valutazone d progetto o standard. Clmatzzazone nvernale. La durata della stagone d calcolo è determnata n funzone della zona clmatca, secondo l seguente prospetto. Prof. Arch. Antono Carbonar 13

14 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Durata della stagone d rscaldamento n funzone della zona clmatca Zona clmatca Inzo Fne A 1 dcembre 15 marzo B 1 dcembre 31 marzo C 15 novembre 31 marzo D 1 novembre 15 aprle E 15 ottobre 15 aprle F 5 ottobre 22 aprle B. Valutazone adattata all'utenza. Clmatzzazone nvernale. Nel caso d dagnos energetche o prevsone de consum può essere adottata la stagone d rscaldamento reale ovvero l perodo durante l quale è necessaro fornre calore attraverso l'mpanto d rscaldamento per mantenere all'nterno dell'edfco una temperatura nterna non nferore a quella d progetto. Il prmo e l'ultmo gorno del perodo d rscaldamento reale vengono calcolat come gorn n cu la somma degl apport termc ntern e solar eguagla le perdte d calore ovvero quando: t t e day Q gn t e t Qgn day t è la temperatura esterna meda gornalera; e t è la temperatura nterna d regolazone per l rscaldamento; Q gn sono gl apport ntern e solar med gornaler; è l coeffcente globale d cambo termco dell'edfco, n W/K, par alla somma de coeffcent global d scambo termco per trasmssone e ventlazone, corrett per tenere conto della dfferenza d temperatura nternoesterno. è la durata del gorno. day Gl apport termc solar gornaler sono sempre rcavat da valor d rraggamento solare gornalero medo mensle secondo quanto rportato nella UNI C. Clmatzzazone estva. La stagone d raffrescamento è l perodo durante l quale è necessaro un apporto dell'mpanto d clmatzzazone per mantenere all'nterno dell'edfco una temperatura nterna non superore a quella d progetto: t e t Qgn day dove t questa volta è la temperatura nterna d regolazone estva. D. Interpolazone d dat clmatc per frazon d mese Per determnare gorn lmte de perod d rscaldamento e raffrescamento, ovvero quell n cu la temperatura esterna meda gornalera ( t e ) eguagla second termn delle ultme due equazon sopra rportate, s procede medante nterpolazone lneare, attrbuendo valor med mensl d temperatura rportat nella UNI al qundcesmo gorno d cascun mese. Prof. Arch. Antono Carbonar 14

15 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Calcolo degl scamb termc per trasmssone Per ogn zona termca dell'edfco e per ogn mese lo scambo termco per trasmssone (tra ambente clmatzzato ed ambente esterno) s calcola con la seguente formula sa nel caso del rscaldamento che del raffrescamento:, tr tr, adj t te Fr, k r k (10) k Q, tr adj e, è l coeffcente globale d scambo termco per trasmssone della zona consderata, corretto per tenere conto della dfferenza d temperatura nternoesterno [W/K], la correzone del coeffcente d scambo serve a tener conto del fatto che la temperatura dell ambente lmtrofo può essere dversa dalla temperatura dell ambente esterno (ambent non rscaldat o a dversa temperatura) n tal caso l coeffcente d correzone è <> da 1; t è la temperatura nterna d regolazone (d set pont) per l rscaldamento o per l raffrescamento della zona consderata, a fn del calcolo de fabbsogn d energa s potzza che la temperatura dell'ara nterna e quella meda radante sano concdent; t è la temperatura meda mensle dell'ambente esterno; F r, k è l fattore d forma (o d vsta) tra l componente edlzo k esmo e la volta celeste; r, k è l'extra flusso termco dovuto alla radazone nfrarossa verso la volta celeste dal componente edlzo k esmo, medato sul tempo, nella presente specfca tecnca, a dfferenza della UNI EN ISO 13790:2008, l'extra flusso termco dovuto alla radazone nfrarossa verso la volta celeste vene consderato come un ncremento dello scambo termco per trasmssone nvece che come una rduzone degl apport termc solar. è la durata del mese consderato [s]. I coeffcent global d scambo termco s rcavano come: tr,adj D g U A D è l coeffcente d scambo termco dretto per trasmssone verso l'ambente esterno; g è l coeffcente d scambo termco stazonaro per trasmssone verso l terreno; U è l coeffcente d scambo termco per trasmssone attraverso gl ambent non clmatzzat; A è l coeffcente d scambo termco per trasmssone verso altre zone (nterne o meno all'edfco) clmatzzate a temperatura dversa; Il calcolo de coeffcent d scambo termco per trasmssone A è effettuato secondo le UNI EN ISO 13789:2008 e UNI EN ISO X, può essere calcolato (n ba In generale uno de termn D, g, U o se alla ISO 13789) come somma d tre termn [5]: X b tr A, che chameremo D, g, U,, x U A L, k Lk j (11) k j A = area dell elemento d nvolucro [m 2 ]; Prof. Arch. Antono Carbonar 15

16 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A U = trasmttanza termca dell elemento d nvolucro [W/(m 2 K)]; L k = lunghezza del ponte termco lneare kesmo [m]; L, k = trasmttanza termca lneca del ponte termco lneare kesmo, [W/(m K)]; j = trasmttanza termca puntforme del ponte termco puntforme jesmo [W/K]; b tr, x = fattore d aggustamento, con valore <> 1 se la temperatura dell altro lato dell elemento edlzo non è uguale alla temperatura dell ambente esterno, come nel caso d una partzone che separa da un ambente non clmatzzato o dal terreno, valor che può assumere sono llustrat al successvo paragrafo Dunque l fattore d aggustamento,, aggusta l coeffcente d scambo puttosto che la dfferenza d temperatura. b tr, x Calcolo delle trasmttanze A fn del calcolo della trasmttanza termca de component opach, le propretà termofsche de materal possono essere rcavate da dat d accompagnamento della marcatura CE (ove dsponble) oppure dalla UNI (sulle propretà de materal) o dalla UNI EN Le resstenze termche d murature e sola sono rcavabl da dat d accompagnamento della marcatura CE (ove dsponble) oppure dalla UNI o dalla UNI EN 1745; I coeffcent superfcal d scambo termco e le resstenze termche delle ntercapedn d'ara sono stablt dalla UNI EN ISO La trasmttanza termca delle fnestre s calcola secondo la UNI EN ISO La trasmttanza termca delle faccate contnue trasparent s calcola n base a quanto rportato nella UNI EN In assenza d dat d progetto attendbl o comunque d nformazon pù precse: valor de parametr termc de component edlz d edfc esstent possono essere determnat n funzone della tpologa edlza e del perodo d costruzone, secondo quanto ndcato nelle appendc A, B e C della [6]. In tal caso l'orgne de dat deve essere rportata nel rapporto fnale d calcolo. valor d trasmttanza termca delle vetrate possono essere rcavat dal prospetto C.1 della [6], valor d trasmttanza termca de tela possono essere rcavat dal prospetto C.2 della [6], per fnestre vertcal d dmenson non molto dfferent da 1,20 m per 1,50 m, nell'potes che l'area del telao sa par al 20% dell'area dell'ntera fnestra e che dstanzator tra vetr sano d tpo comune, valor d trasmttanza termca delle fnestre possono essere rcavat dal prospetto C.3 della [6]. L'effetto dell'solamento notturno, quale quello dovuto alla presenza d una chusura oscurante, deve essere tenuto n conto medante la frazone admensonale della dfferenza cumulata d temperatura f shutt, dervante dal modello oraro d utlzzo: U w,corr Uw shutt f shutt U w 1 f shutt U w è la trasmttanza termca della fnestra senza chusura oscurante; U w, corr è la trasmttanza termca rdotta della fnestra e della chusura oscurante; Uw shutt è la trasmttanza termca della fnestra e della chusura oscurante nseme; f shutt è la frazone admensonale della dfferenza cumulata d temperatura, dervante dal proflo oraro d utlzzo della chusura oscurante e dal proflo oraro della dfferenza tra temperatura nterna ed esterna. Prof. Arch. Antono Carbonar 16

17 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A In assenza d dat d progetto attendbl o comunque d nformazon pù precse, valor d resstenza termca addzonale, ΔR, della chusura oscurante possono essere rcavat dal prospetto C.4 della [6]. Nella valutazone d progetto o nella valutazone standard s consdera un perodo gornalero d chusura d 12 h. In mancanza d dat precs su profl gornaler della temperatura s assuma f shutt = 0, I pont termc Lo scambo termco per trasmssone attraverso pont termc può essere calcolato secondo la UNI EN ISO 14683:2001 [15]. Per gl edfc esstent, n assenza d dat d progetto attendbl o comunque d nformazon pù precse, per alcune tpologe edlze, lo scambo termco attraverso pont termc può essere determnato approssmatvamente secondo quanto ndcato nel seguente prospetto. In tal caso dat utlzzat devono essere rportat nel rapporto fnale d calcolo. Nel caso n cu l ponte termco s rfersca ad un gunto tra due strutture che convolgono due zone termche dverse, l valore della trasmttanza termca lneare, dedotto dalla UNI EN ISO 14683, deve essere rpartto tra le due zone nteressate. Maggorazon percentual relatve alla presenza de pont termc [%] Queste maggorazon s applcano alle dsperson della parete opaca e tengono conto anche de pont termc relatv a serrament. Descrzone della struttura Maggorazone Parete con solamento esterno senza aggett/balcon e pont termc corrett 5 Parete con solamento dall'esterno (a cappotto) con aggett/balcon 15 Parete omogenea n matton pen o n petra (senza solante) 5 Parete a cassa vuota con matton forat (senza solante) 10 Parete a cassa vuota con solamento nell'ntercapedne (ponte termco corretto) 10 Parete a cassa vuota con solamento nell'ntercapedne (ponte termco non corretto) 20 Pannello prefabbrcato n calcestruzzo con pannello solante all'nterno Extra flusso da radazone nfrarossa verso la volta celeste Il calcolo d F r, k e r,mn, k è effettuato secondo quanto rportato nella UNI EN ISO 13790:2008. L'extra flusso termco dovuto alla radazone nfrarossa verso la volta celeste r da parte d un dato elemento d nvolucro è così calcolato: r R U A h t [W] se c c r er R se è la resstenza termca superfcale esterna dell elemento, calcolata n base alla ISO 6946 [(m 2 K)/W], U è la trasmttanza termca dell elemento, calcolata n conformtà alla ISO 6946 [W /(m 2 K)], c A c è l area dell elemento (proettata su un pano se l elemento non è pano) [m 2 ], h r è l coeffcente d scambo radatvo esterno [W /(m 2 K)], ter è la dfferenza d temperatura meda tra ara esterna e la temperatura apparente del celo [ C] determnata come successvamente ndcato. Prof. Arch. Antono Carbonar 17

18 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A r, k In assenza d ostruzon crcostant (d ombreggament) l valore del fattore d forma per lo scambo radatvo tra l elemento ed l celo, F, è assunto par a 1 nel caso d una copertura orzzontale, par a 0,5 nel caso d una parete vertcale. Per un componente edlzo con nclnazone generca l fattore d forma F r vale: F r F sh,ob, df 1 cos / 2 α è l'angolo d'nclnazone del componente sull'orzzontale; F è l fattore d rduzone per ombreggatura relatvo alla sola radazone dffusa, par a 1 sh,ob, df n assenza d ombreggature da element estern. Il coeffcente d scambo radatvo può essere calcolato n modo approssmato con la formula gà vsta nel captolo 14: h r t , [W/(m 2 K)] ss è l'emssvtà della superfce esterna; è la costante d StefanBoltzmann [5, W/(m 2 K 4 )]; t ss è la meda artmetca delle temperature della superfce e del celo. In prma approssmazone, assumendo una t ss par a 10 C, h r può essere assunto par a 5 W/(m 2 K). E questo è quanto suggersce d fare la nostra norma UNI. S rcorda che l valore tpco d per materal da costruzone è 0,9. Per vetr senza deposto superfcale (non bassoemssv) = 0,837. La temperatura del celo è nferore a quella dell ara esterna, quando l suo valore non è dsponble s può assumere una dfferenza tra temperatura dell ara e temperatura del celo par a: 9 K nelle regon subpolar, 13 K nella fasca tropcale e 11 K nelle regon ntermede, quest ultmo è l caso talano. La UNI EN ISO 13790:2008 suggersce che a lvello nazonale può essere decso d gnorare questo extra flusso n alternatva o n combnazone con l fatto d gnorare guadagn solar da parte degl element d nvolucro opach. Ma questo non è l caso talano (NdR) Scambo termco verso ambent non clmatzzat, la cu temperatura ha valore ntermedo tra quello dell ara esterna e quello dell ara ne local rscaldat, per calcolarl s può procedere come vsto nel cap. 14 (formula 14.14): s calcola dapprma la temperatura del locale non rscaldato, mponendo l equlbro de fluss entrant ed uscent da esso n regme stazonaro (s veda anche la formula 8 sopra rportata), qund l flusso trasmesso, conoscendo l coeffcente d scambo tra due local (rscaldato e non). La norma suggersce comunque d procedere nel seguente modo. S calcola l coeffcente globale d scambo termco per trasmssone, e gl ambent estern attraverso gl ambent non clmatzzat, come: U, tra l volume clmatzzato U u b tr,x dove b tr, x è l fattore d correzone dello scambo termco u tra ambente clmatzzato e non clmatzzato. Esso è dverso da 1 nel caso n cu la temperatura d quest'ultmo sa dversa da quella dell'ambente esterno. In tal caso s avrà: Prof. Arch. Antono Carbonar 18

19 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A b tr,x u ue ue u è l coeffcente globale d scambo termco tra l'ambente clmatzzato e l'ambente non clmatzzato; ue è l coeffcente globale d scambo termco tra l'ambente non clmatzzato e l'ambente esterno. Per gl edfc esstent, n assenza d dat d progetto attendbl su coeffcent d scambo termco o d nformazon pù precse, s possono assumere valor del fattore b, rportat nel seguente prospetto. tr x Ambente confnante Ambente con una parete esterna senza serrament estern e con almeno due paret esterne con serrament estern e con almeno due paret esterne (per esempo autormesse) con tre paret esterne (per esempo van scala estern) Pano nterrato o semnterrato senza fnestre o serrament estern 0,5 con fnestre o serrament estern 0,8 Sottotetto tasso d ventlazone del sottotetto elevato (per esempo tett rcopert con tegole o altr materal d copertura dscontnua) senza rvestmento con feltro o assto altro tetto non solato tetto solato Aree nterne d crcolazone (senza mur estern e con tasso d rcambo d'ara mnore d 0,5 h 1 ) Aree nterne d crcolazone lberamente ventlate (rapporto tra l'area delle aperture e volume dell'ambente maggore d 0,005 m 2 /m 3 ) b tr, x 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 0,9 0,7 0,0 1, Perdte per trasmssone verso l suolo. Per lo scambo termco verso l terreno s fa rfermento alla UNI EN ISO 13370:1998. S veda Appendce n. 2. Per gl edfc esstent, n assenza d dat d progetto attendbl o comunque d nformazon pù precse, l coeffcente d accoppamento termco n regme stazonaro tra gl ambent nterno ed esterno è dato da: g A U f b tr,g A è l'area dell'elemento, U f è la trasmttanza termca della parte sospesa del pavmento (tra l'ambente nterno e lo spazo sottopavmento), espressa n W/(m 2 K), b tr,g è fornto dal seguente prospetto. Prof. Arch. Antono Carbonar 19

20 Corso d Tecnca del Controllo Ambentale A.A Ambente confnante b tr,g Pavmento controterra 0,45 Parete controterra 0,45 Pavmento su vespao aerato 0, SCAMBI TERMICI PER VENTILAZIONE Per ogn zona termca dell'edfco e per ogn mese lo scambo termco per ventlazone (tra ambente clmatzzato ed ambente esterno) s calcola con la seguente formula sa nel caso del rscaldamento che del raffrescamento: Q t t (12),ve ve,adj ve, adj è l coeffcente globale d scambo termco per ventlazone della zona consderata, corretto per tenere conto della dfferenza d temperatura nternoesterno; t è la temperatura nterna d regolazone (d set pont) per l rscaldamento o per l raffrescamento della zona consderata, a fn del calcolo de fabbsogn d energa s potzza che la temperatura dell'ara nterna e quella meda radante sano concdent; t e è la temperatura meda mensle dell'ambente esterno; è la durata del mese consderato [s]. Il coeffcente globale d scambo termco per ventlazone s rcava come: ve,adj e c b V (13) a a k ve,k ve,k, mn c è la capactà termca volumca dell'ara, par a 1200 J/(m3 K); a a V ve,k, mn è la portata volumca medata sul tempo del flusso d'ara k esmo; b è l fattore d correzone della temperatura per l flusso d'ara k esmo ( b v, k 1se la temperatura d mandata non è uguale alla temperatura dell'ambente esterno, come nel caso d prerscaldamento, preraffrescamento o d recupero termco dell'ara d ventlazone). ve, k La portata medata sul tempo del flusso d'ara k esmo, V ve,k, mn, espressa n m 3 /s, s rcava come: V ve,k,mn f ve,t,k V ve,k ve,t, k V ve,k, mn è la portata medata nel tempo del flusso d'ara k esmo; f è la frazone d tempo n cu s verfca l flusso d'ara kesmo (per una stuazone permanente: f = 1). ve,t, k La determnazone d b ve, k, V ve,k, mn e f ve,t, k è effettuata secondo la UNI EN ISO 13790:2008 e secondo le seguent ndcazon. Prof. Arch. Antono Carbonar 20