CENED + : analisi di un caso studio

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1 SEMINARIO DI AGGIORNAMENTO CENED CENED + : analisi di un caso studio 21 ottobre 2009 Palazzo delle Stelline MILANO

2 CASO STUDIO 2 Appartamento realizzato nella prima metà degli anni 80 (1982). Attico di un palazzo di quattro piani ubicato nella periferia di Lodi Di fronte alle facciate dell alloggio non vi sono altre costruzioni. Lato a est : vano scale ed un altra proprietà Lato a ovest a contatto con l ambiente esterno. Struttura portante in travi e pilastri di cemento armato e tamponamenti in mattoni forati

3 3 PROSPETTO SUD

4 4 PROSPETTO OVEST

5 5 INGOMBRO DELLE TRAMEZZE INTERNE La sezione è la stessa per tutte le tramezze interne ed è pari a 10 cm

6 6 CONFINI

7 7 TITOLO DELLA SLIDE Dati catasto

8 8 TITOLO DELLA SLIDE Dati generali

9 9 TITOLO DELLA SLIDE Info involucro

10 10 TITOLO DELLA SLIDE Info interventi

11 11 TITOLO DELLA SLIDE Metodi di calcolo

12 12 TITOLO DELLA SLIDE Subalterni

13 ZONE TERMICHE 13

14 Caratteristiche costruttive dei componenti edilizi Numero di piani CENED : analisi di un caso studio Intonaci Isolamento Pareti esterne Pavimenti Capacità termica areica prospetto XXIV [kj/(m 2 K)] TITOLO DELLA SLIDE interno qualsiasi tessile Prospetto XXIV gesso malta interno qualsiasi legno interno qualsiasi piastrelle assente/esterno leggere/blocchi tessile assente/esterno medie/blocchi tessile assente/esterno leggere/blocchi legno assente/esterno medie/blocchi legno assente/esterno leggere/blocchi piastrelle assente/esterno medie/blocchi piastrelle interno qualsiasi tessile interno qualsiasi legno interno qualsiasi piastrelle assente/esterno leggere/blocchi tessile assente/esterno medie tessile assente/esterno pesanti tessile assente/esterno leggere/blocchi legno assente/esterno medie legno assente/esterno pesanti legno assente/esterno leggere/blocchi piastrelle assente/esterno medie piastrelle assente/esterno pesanti piastrelle

15 ZONE TERMICHE 15

16 DATI ZONA TERMICA 16

17 SUPERFICI NECESSARIE PER IL CALCOLO ED ALTRI ELEMENTI 17 Per il calcolo della classe energetica dell edificio è necessario calcolare: Superficie netta calpestabile Superficie lorda Volume netto Volume lordo Per gli elementi termicamente omogenei bisogna determinare: le superfici che confinano con l ambiente esterno per orientamento le superfici che confinano con altri ambienti eventuali ombreggiamenti. Gli elementi dell involucro di separazione tra due unità abitative non si devono conteggiare ai fini delle dispersioni. La superficie disperdente va calcolata considerando le dimensioni esterne: vanno conteggiati anche gli ingombri delle sezioni esterne dei muri e dei solai, se questi non confinano con altre proprietà. Nel caso di confine con ambienti riscaldati di altra proprietà occorre considerare solo i semispessori degli elementi in comune.

18 18 SUPERFICI NECESSARIE PER IL CALCOLO ED ALTRI ELEMENTI Singola proprietà non confinante con altre: contorno delle superfici da considerare.

19 19 SUPERFICI NECESSARIE PER IL CALCOLO ED ALTRI ELEMENTI Due proprietà adiacenti: contorno della superficie da considerare ai fini della certificazione. Per la parete di confine è necessario considerare il solo semispessore dell ingombro degli elementi divisori

20 20 SUPERFICI NECESSARIE PER IL CALCOLO ED ALTRI ELEMENTI caso studio L altezza delle pareti esterne da conteggiare per la determinazione delle superfici disperdenti e del volume lordo deve essere calcolata nel seguente modo: 2.74 m (altezza netta) m (spessore solaio superiore) m (semispessore pavimento) = 3.08 m semispessore del pavimento, anziché intero spessore perché l appartamento confina con un altra proprietà riscaldata.

21 21 SUPERFICI NECESSARIE PER IL CALCOLO ED ALTRI ELEMENTI caso studio Superficie lorda = = m 2 Volume lordo = = m m = = m 3 Superficie calpestabile = superficie netta -ingombro dei tramezzi Spessore tramezzi = 10 cm Superficie totale occupata dai tramezzi = 3.6 m 2 (lunghezza complessiva tramezzi = 36 m)

22 22 SUPERFICI NECESSARIE PER IL CALCOLO ED ALTRI ELEMENTI caso studio Superficie netta = = m 2 Superficie calpestabile = = m m 2 = = 161 m 2 Volume netto = = superficie calpestabile x altezza interna (2.74 m) Volume netto = = 161m m = = m 3

23 SUPERFICI DISPERDENTI Gli ambienti coi quali le diverse superfici, opache e trasparenti, confinano sono: ambiente esterno: per le pareti a nord, a ovest ed in parte a sud e a est e porzione di chiusura superiore che serve da terrazzo vano scale: parte della parete a est vano ascensore: parte del muro a est altra abitazione 1: parte di parete a sud e parte di muro a est altra abitazione 2: parte di parete a sud altra abitazione 3: pavimento sottotetto: parte di solaio di chiusura superiore 23

24 CALCOLO DELLA SUPERFICIE DISPERDENTE VERSO L ESTERNO Esempio: Parete a Sud Lunghezza della parete volta verso l esterno x altezza lorda (3.08 m) da cui si sottrae l ingombro delle due finestre (b ed e) e dei relativi cassonetti. Superficie sud al lordo finestre = (0.2 m m) 3.08 m = m 2 Ingombro finestre sud e cassonetti = 5.59 m m 2 = 6.70 m 2 Superficie al netto delle finestre = m m 2 = m 2 24 Riassunto caratteristiche geometriche per esposizione NORD SUD OVEST EST superficie totale [m 2 ] superficie cassonetti [m] perimetro totale finestre [m]

25 25 CALCOLO DELLE SUPERFICI DISPERDENTI VERSO L ESTERNO Riassunto Le superfici a Nord ed a Ovest sono state suddivise rispettivamente in tre ed in due parti. Tali pareti (stessa trasmittanza) hanno caratteristiche d ombreggiamento differenti

26 26 SUPERFICI DISPERDENTI Pareti a Nord Pareti a Ovest

27 27 CALCOLO DELLE SUPERFICI DISPERDENTI VERSO L ESTERNO Riassunto Le superfici a Nord ed a Ovest sono state suddivise rispettivamente in tre ed in due parti. Tali pareti (stessa trasmittanza) hanno caratteristiche d ombreggiamento differenti Nord 1 = m = 8.93 m 2 Nord 2 = 2.00 m 3.08 m = 6.16 m 2 Nord 3 = (8.50 m 3.08 m) [4.78 m 2 (finestre) m 2 (cassonetti)] = m 2 Ovest 1 = (8.20 m 3.08 m) -[4.78 m 2 (finestre) m 2 (cassonetti)] = m 2 Ovest 2 = (13.60 m 3.08 m) -[11.14 m 2 (finestre) m 2 (cassonetti)] = m 2

28 28 ELEMENTI VETRATI Riassunto caratteristiche delle finestre per esposizione Numero di finestre per tipologia ed esposizione Tipologia/esposizione NORD SUD OVEST EST a b c d e Riassunto caratteristiche geometriche per esposizione NORD SUD OVEST EST superficie totale [m 2 ] superficie cassonetti [m] perimetro totale finestre [m]

29 29 CALCOLO DELLA SUPERFICIE DISPERDENTE ALTRE SUPERFICI Riassunto

30 DATI ZONA TERMICA 30

31 31 CARICHI INTERNI E VENTILAZIONE Il valore degli apporti interni è pre-calcolato dal software in funzione della destinazione d uso inserita. Per quanto riguarda la ventilazione è necessario selezionare, nel caso in esame, la voce Ventilazione naturale, aerazione ed infiltrazioni. I ricambi orari vengono allora compilati in automatico dal software al valore convenzionale di 0.5 volumi / h.

32 32 TITOLO DELLA SLIDE Elementi disperdenti

33 33 TITOLO DELLA SLIDE Definizione elementi opachi

34 34 TITOLO DELLA SLIDE Archivio strutture

35 35 INSERIMENTO STRUTTURE OPACHE Definizione elementi opachi

36 36 TITOLO DELLA SLIDE Inserimento strutture

37 37 INVOLUCRO - Elementi verticali opachi Muri esterni: Altezza netta: 2.74 metri Altezza esterna (comprensiva dei due solai di chiusura inferiore e superiore): 3.2 metri Spessore: 40 centimetri. Stratigrafia delle chiusure esterne: doppio strato di mattoni forati, con spessori differenti, intervallato da una notevole intercapedine (circa 16 cm) riempita di materiale isolante (schiuma di poliuretano). Il parametro esterno è rifinito da una copertura in clinker di colore chiaro materiale di rivestimento del muro esterno

38 38 TITOLO DELLA SLIDE Inserimento strutture

39 39 La schiuma di poliuretano va definita tramite l archivio personale

40 40 Corrispondenza tra la stratigrafia dei muri esterni e la struttura opaca definita nel software

41 41 Operazioni per salvare effettivamente la struttura editata

42 42 INVOLUCRO - Elementi verticali opachi Le chiusure esterne non presentano tutte la stessa stratigrafia, benché dello stesso spessore. Un tratto del muro esposto a Est è stato bonificato inserendo, al posto di parte della schiuma isolante, pannelli di polistirene (conduttività pari a W/mK)

43 43 INVOLUCRO - Elementi verticali opachi Le pareti divisorie tra proprietà diverse non presentano isolante nell intercapedine, ma solo aria.

44 44 PORTA BLINDATA Sul lato est dell abitazione si apre la porta d accesso che dà sul vano scale, di larghezza 0.9 m ed altezza 2.1 m

45 45 COPERTURA costituita in parte da un solaio confinate con un sottotetto chiuso al passaggio dell aria ed in parte da un terrazzo esterno, lo spessore della chiusura verticale dell alloggio, in entrambi i casi, è pari a 0.22 m (stratigrafie descritte dal basso verso l alto).

46 46 PAVIMENTO Pavimento costituito da una soletta di spessore 24 cm. Non è presente lo strato di materiale alleggerito per annegamento dei componenti impiantistici. Le tubazioni sono alloggiate direttamente nel massetto di sabbia e cemento.

47 47 ELEMENTI VETRATI Finestre: telaio in legno e doppia lastra di vetro di 6 mm con intercapedine d aria di 4 mm e giunto di separazione metallico. Ogni finestra è sormontata da un cassonetto, incassato nel muro, la cui larghezza è pari a quella della finestra, mentre l altezza è costante per ogni serramento ed è pari a 0.38 m. La trasmittanza dei cassonetti è di 1.60 W/(m 2 K). Il vetro esterno di ogni serramento è a filo con la parete esterna. caratteristiche comuni: Caratteristiche finestre rapporto vetro/serramento U vetro [W/(m 2 K)] U telaio [W/(m 2 K)] fattore g Tipologia (vedere pianta) caratteristiche geometriche a b c d e altezza [m] larghezza [m] superficie lorda finestra [m 2 ] superficie cassonetto [m] perimetro finestre [m] distanza dalla copertura esterna [m] altezza sottofinestra [m] Trasmittanza [W/(m 2 K)]

48 48 ELEMENTI VETRATI Altezza e larghezza si riferiscono al foro praticato nel muro ospitante il serramento. Per distanza dalla copertura s intende la distanza tra il bordo esterno della finestra ed il bordo esterno del tetto che sporge, desumibile dai prospetti Sud ed Ovest. La superficie lorda della finestra (ottenuta moltiplicando l altezza per la larghezza riportate in tabella), è il parametro da considerare ai fini dei calcoli delle dispersioni per trasmissione. caratteristiche comuni: Caratteristiche finestre rapporto vetro/serramento U vetro [W/(m 2 K)] U telaio [W/(m 2 K)] fattore g Tipologia (vedere pianta) caratteristiche geometriche a b c d e altezza [m] larghezza [m] superficie lorda finestra [m 2 ] superficie cassonetto [m] perimetro finestre [m] distanza dalla copertura esterna [m] altezza sottofinestra [m] Trasmittanza [W/(m 2 K)]

49 49 Inserimento componenti trasparenti Si riporta, a titolo esemplificativo, l inserimento delle caratteristiche del serramento b della parete sud Cliccando sul pulsante Inserisci selezionare Inserisci elemento trasparente

50 CENED : ANALISI DI UN CASO STUDIO 50 La trasmittanza del cassonetto viene posta in automatico dal software pari a 1 W/(m 2 K) ma, avendo in questo caso un valore più preciso e pari a 1.6 W/(m 2 K), lo si può sostituire.

51 51

52 Una volta definite tutte le strutture è necessario definire le superfici disperdenti con le loro caratteristiche d esposizione e d ombreggiatura 52

53 53 OMBREGGIATURE GENERATE DA AGGETTI ESTERNI SU PARETE VERTICALE ESTERNA Si ricorda che in presenza di aggetto doppio verticale, andrà scelto, ai fini del calcolo dell ombreggiamento, quello che dà origine all angolo β maggiore

54 CENED : ANALISI DI UN CASO STUDIO 54 Inserimento del serramento b (parete sud): richiamarne la struttura dalla tendina

55 CENED : ANALISI DI UN CASO STUDIO 55 Sul serramento di tipo b posto a Sud insiste un aggetto orizzontale con profondità pari a 1.70 m e distanza dal centro del serramento pari a 1.81 m e un aggetto verticale che dista 4 m ed è profondo 10 m

56 AGGETTI SU COMPONENTI VETRATI Esempio di calcolo (finestra b, parete Sud) Sul serramento insiste una copertura orizzontale di profondità pari a 1.70 m Il vetro della finestra è a filo della parete esterna: b= 1.70 m La distanza atra il centro del serramento e la copertura orizzontale si ottiene dalla Tabella delle caratteristiche delle finestre: si somma il valore della distanza dalla copertura a metà dell altezza della finestra. Nel caso in esame: a = (2.30 / 2) m m = 1.81m 56 caratteristiche comuni: Caratteristiche finestre rapporto vetro/serramento Tipologia (vedere pia caratteristiche geometriche a b altezza [m] larghezza [m] superficie lorda finestra [m 2 ] superficie cassonetto [m] perimetro finestre [m] distanza dalla copertura esterna [m] altezza sottofinestra [m] Trasmittanza 21 ottobre 2009[W/(m 2 K)] SEMINARIO3.147 DI AGGIORNAMENTO CENED

57 57 AGGETTI SU COMPONENTI VETRATI Esempio di calcolo (finestra b, parete Sud) La finestra è interessata anche da un aggetto verticale. d = ( ) m = 4 m c = 10 m caratteristiche comuni: Caratteristiche finestre rapporto vetro/serramento Tipologia (vedere pia caratteristiche geometriche a b altezza [m] larghezza [m] superficie lorda finestra [m 2 ] superficie cassonetto [m] perimetro finestre [m] distanza dalla copertura esterna [m] altezza sottofinestra [m] Trasmittanza 21 ottobre 2009[W/(m 2 K)] SEMINARIO3.147 DI AGGIORNAMENTO CENED

58 58 AGGETTI SU COMPONENTI VETRATI Si ricorda che in presenza di aggetto doppio verticale, andrà scelto, ai fini del calcolo dell ombreggiamento, quello che dà origine all angolo β maggiore Aggetti finestre [m] Orientazione SUD OVEST Tipo finestre vert oriz vert oriz d c a b f e a b a (1) a (2) b (1) e a (3) a (4) c b (2) d

59 59

60 60 ULTIME OPERAZIONI PER COMPLETARE LA PARTE RELATIVA ALL INVOLUCRO Inserimento dei dati relativi alla produzione di vapore d acqua

61 61 TITOLO DELLA SLIDE 25 Inserimento dei dati relativi al fabbisogno di acqua calda sanitaria

62 62 TITOLO DELLA SLIDE 26 Schermata relativa all illuminazione La schermata, riguardante i sistemi di illuminazione, risulta disabilitata. I dati relativi all illuminamento non sono, infatti, richiesti nel caso di destinazione d uso residenziale

63 63 IMPIANTO CARATTERISTICHE GENERALI Appartamento termoautonomo con una caldaia tradizionale, d età superiore ai 10 anni sia per la produzione d acqua calda sanitaria che per il riscaldamento. Non è presente sistema d accumulo. Distribuzione: circuito senza ricircolo Elementi terminali: n.10 termosifoni in ghisa di potenza media pari a 1 kw. Regolazione tramite termostato di zona on/off. Fluido termovettore: temperatura di mandata = 80 C e di ritorno = 60 C Camino per lo smaltimento dei fumi di scarico < 10 m IMPIANTO GENERATORE Generatore Potenza elettrica bruciatori 30 W Potenza termica nominale al focolare 26 kw descrizione bruciatore on bruciatore carico off rendimento 92.7% perdite mantello 1.8% 100% perdite camino 7.3% 1.2% rendimento 90% 30% temperatura media acqua 70 C caratteristiche del generatore desunte da: libretto della caldaia, caratteristiche di listino della caldaia (potenza termica nominale al focolare, perdite al mantello perdite al camino a bruciatori spenti) prova fumi (perdite al camino a bruciatori accesi e rendimento)

64 64 IMPIANTO REGOLAZIONE Il termostato permette una regolazione di zona on /off Prospetto XLI: per regolazione solo zona on/off, emissione tramite radiatori Rendimento di regolazione = 93%

65 65 IMPIANTO REGOLAZIONE Il termostato permette una regolazione di zona on /off Prospetto XLI: per regolazione solo zona on/off, emissione tramite radiatori Rendimento di regolazione = 93%

66 66 IMPIANTO DISTRIBUZIONE La rete di tubazioni per la distribuzione dell acqua calda sanitaria e del fluido termovettore è annegata nel pavimento, nella soletta di sabbia e cemento. Lo svolgimento di tali tubi non è noto, pertanto il rendimento del sistema viene desunto dal Prospetto XLIII in base al tipo d impianto ed al grado d isolamento dello stesso (correlato all età d installazione) Il rendimento risulta pari al 98% (impianto autonomo, isolamento discreto (impianto realizzato tra il 1977 ed il 1993). La pompa di circolazione, a velocità costante, ha una potenza pari a 100 W.

67 67 TITOLO DELLA SLIDE Prospetto XLIII

68 68 IMPIANTO EMISSIONE Emissione del calore tramite radiatori in ghisa di potenza media pari a 1 kw. Termosifoni uniformemente distribuiti nell appartamento ed appoggiati sulle pareti esterne (in genere in corrispondenza delle finestre). Non è noto il carico termico specifico dell impianto: il rendimento dei terminali non è direttamente desumibile dal prospetto XXXIX della procedura di calcolo e pertanto tale compito verrà demandato direttamente al software

69 69 INSERIMENTO DATI IMPIANTO 27 Schermata relativa alle centrali termiche Produzione combinata

70 70 TITOLO DELLA SLIDE 28 Inserimento della centrale termica

71 71 TITOLO DELLA SLIDE 29 Inserimento della centrale termica 30 Inserimento del sottosistema di generazione Non è presente sistema di accumulo

72 72 TITOLO DELLA SLIDE 31 Inserimento del sottosistema di generazione

73 73 TITOLO DELLA SLIDE 32 Inserimento del sottosistema di generazione Generatore Potenza elettrica bruciatori 30 W Potenza termica nominale al focolare 26 kw descrizione bruciatore on bruciatore carico off rendimento 92.7% perdite mantello 1.8% 100% perdite camino 7.3% 1.2% rendimento 90% 30% temperatura media acqua 70 C

74 Generatore Potenza elettrica bruciatori 30 W TITOLO DELLA SLIDE Potenza termica nominale al focolare 26 kw 32 Inserimento del sottosistema di generazione bruciatore bruciatore descrizione carico on off rendimento 92.7% perdite mantello 1.8% 100% perdite camino 7.3% 1.2% rendimento 90% 30% temperatura media acqua 70 C 74

75 75 TITOLO DELLA SLIDE 33 Ripartizione delle potenze termiche ed elettriche perché singolo appartamento con riscaldamento autonomo

76 76 TITOLO DELLA SLIDE 34 Riepilogo delle centrali termiche inserite 1-Riscaldamento, 2-Climatizzazione invernale, 3-Nessuno dei precedenti e 4-Produzione di acqua calda sanitaria

77 77 TITOLO DELLA SLIDE 35 sistemi impiantistici

78 78 TITOLO DELLA SLIDE 36 nuovo sistema impiantistico

79 79 TITOLO DELLA SLIDE 37 sottosistemi di emissione e controllo L emissione del calore avviene tramite radiatori in ghisa di potenza media di 1 kw appoggiati sulle pareti esterne (trasmittanza inferiore a 0.8 W/(m2 K)). Si seleziona la voce Radiatori su parete esterna isolata. Il rendimento verrà determinato direttamente dal software, sulla base del Prospetto XXXIX della procedura di calcolo, una volta calcolato il carico termico

80 80 TITOLO DELLA SLIDE 38 sottosistema di distribuzione L impianto è autonomo e la rete di tubazioni che serve l appartamento è annegata nel pavimento e non è nota la disposizione dei tubi. il grado di isolamento delle tubazioni si può ritenere discreto, essendo stato realizzato l impianto tra il 1977 e il Il software, sulla base del Prospetto XLIII della metodologia di calcolo seleziona rendimento pari al 98%

81 81 TITOLO DELLA SLIDE 39 sottosistema di accumulo Non presente Si passa all inserimento del sistema impiantistico per ACS

82 82 TITOLO DELLA SLIDE 40 nuovo sistema impiantistico

83 83 TITOLO DELLA SLIDE 41 sottosistema di erogazione 42 sottosistema di distribuzione Da scegliere descrizione. Rendimento preimpostato sottosistema di distribuzione: in questo caso senza ricircolo e senza circuito primario

84 84 TITOLO DELLA SLIDE 43 ramificazioni dei sistemi impiantistici 44 nuova ramificazione si utilizza per inserire le ramificazioni dell impianto di riscaldamento e dell impianto di produzione di acqua calda sanitaria. In questo caso si ha una ramificazione per l impianto di riscaldamento e una per l impianto di produzione di ACS.

85 85 TITOLO DELLA SLIDE 45 potenze termiche ed elettriche del sottosistema di emissione Iinserimento delle potenze termiche ed elettriche legate al sottosistema di emissione. Nel caso in esame si hanno 10 radiatori aventi potenza termica 1 kw ciascuno

86 86 TITOLO DELLA SLIDE 46 potenze elettriche del sottosistema di distribuzione Potenze elettriche associate al sottosistema di distribuzione: in questo caso si fa riferimento alla pompa della distribuzione del fluido termovettore. L appartamento analizzato presenta una pompa a velocità costante, il cui funzionamento è asservito alla produzione di calore, con una potenza pari a 100 W.

87 87 TITOLO DELLA SLIDE 47 potenze elettriche del sottosistema di accumulo Sistema di accumulo assente

88 88 TITOLO DELLA SLIDE 48 nuova ramificazione 49 Inserimento delle potenze elettriche del sottosistema di erogazione potenze elettriche degli ausiliari legati all erogazione: nel caso in esame si tratta di comuni rubinetti, privi di alimentazione elettrica

89 89 INSERIMENTO DELLE POTENZE ELETTRICHE DEL SOTTOSISTEMA DI DISTRIBUZIONE 50 Inserimento delle potenze elettriche del sottosistema di distribuzione

90 90 TITOLO DELLA SLIDE 51 ramificazioni dei sistemi impiantistici 52 associazioni delle zone termiche

91 91 INSERIMENTO NUOVA ASSOCIAZIONE 53 Inserimento di una nuova associazione

92 92 INSERIMENTO ASSOCIAZIONI 54 Inserimento dell associazione 1

93 93 TITOLO DELLA SLIDE 55 Inserimento dell associazione 2 56 associazioni termiche

94 94 FONTI RINNOVABILI 57 fonti rinnovabili

95 95 CONCLUSIONE DEL LAVORO: CALCOLO DEGLI INDICI DI PRESTAZIONE 58 calcolo degli indici di prestazione

96 96 RISULTATI FINALI: ENERGIA TERMICA

97 RISULTATI FINALI: ENERGIA PRIMARIA 97