Corso di Componenti e Impianti Termotecnici IL PROGETTO TERMOTECNICO PARTE PRIMA

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1 IL PROGETTO TERMOTECNICO PARTE PRIMA 1

2 Un nuovo modo di progettare La legge 10/91 all art.28, prescrive che per la Progettazione e messa in opera ed in esercizio di edifici e di impianti, (nuovi o ristrutturati), deve essere predisposto un progetto ed una relazione tecnica che il proprietario, o chi ne ha titolo, deve presentare in duplice copia, assieme alla denuncia di inizio lavori. La relazione deve essere sottoscritta dal o dai progettisti abilitati. Dal punto di vista energetico, il progetto è prescritto per tutti gli impianti, anche per quelli unifamiliari, e in più deve essere presentata una relazione tecnica che contenga alcuni elementi essenziali desunti dal progetto. La nuova normativa lascia il progettista/i del sistema edificio-impianto termico la massima libertà progettuale, consentendo di verificare la validità energetica del progetto durante la fase di sviluppo, in modo tale da proporre più di una soluzione fra le quali l utente finale potrà scegliere in funzione dei costi/benefici e tempi di ammortamento, quantificando in ogni caso la bontà della soluzione proposta con l indice prestazione definito dal FEN. La creatività del progettista è però guidata da una serie di prescrizioni e di verifiche imposte dal regolamento DPR

3 Un nuovo modo di progettare PRESCRIZIONI isolamento termico ventilazione distribuzione termoregolazione produzione di calore VERIFICHE Cd < Cd limite FEN < FEN limite η g > η g limite prelievo fumi sistemi evacuazione fumi Una volta chiare tutte le prescrizioni e le verifiche da ottemperare il progettista termotecnico ha tutti gli elementi per eseguire il progetto sia per la parte involucro che per la parte impianto. È conveniente eseguire un progetto preliminare di massima prima di concentrarsi sul progetto definitivo finale. 3

4 L esecuzione del progetto Il progetto preliminare deve prendere in considerazione tutte le scelte relative all involucro e alla tipologia di impianto, ed in particolare: tipologia dell edificio; orientamento e distribuzione delle unità abitative; distribuzione, orientamento e sistema di protezione delle superfici trasparenti, per il migliore sfruttamento degli apporti solari nel periodo invernale; strutture dell edificio, con particolare attenzione alla loro resistenza termica; tipologie degli impianti di climatizzazione in grado di garantire: alta efficienza energetica; utilizzo ottimale dell acqua sanitaria; controllo della purezza dell aria ed igienicità degli ambienti; distribuzione controllata del calore per il miglior benessere ambientale. schemi impiantistici; componenti di utilizzazione, regolazione, distribuzione e produzione del calore. 4

5 La prima fase di un progetto termotecnico prevede l acquisizione del progetto di massima corredato di piante, prospetti e sezioni. La definizione del progetto deve riguardare anche le previsioni sulla destinazione d'uso dei locali e l orientamento. In un secondo momento d accordo con i progettisti architettonici va operata la scelta delle strutture edilizie opache e trasparenti. Corso di Componenti e Impianti Termotecnici STEP 0 - Definizione del progetto 5

6 STEP 0 - Definizione delle strutture edilizie Una volta note le strutture disperdenti vanno calcolate le aree di ciascuna struttura disperdente sia essa opaca che trasparente. Informazioni geometriche e fisiche saranno riportate in appositi elaborati grafici. In una prima fase bisogna acquisire tutti i dati del progetto di massima, dalle piante, alle sezioni e ai prospetti. Le piante dovranno essere corredate, però, già delle previsioni sulla destinazione d'uso dei locali e l orientamento. Assieme ai progettisti architettonici va operata la scelta delle strutture edilizie opache e trasparenti. 6

7 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti SOLAIO DI COPERTURA (SOLCOPT) Solaio di copertura Codice struttura SOLCOPT Nr Calcolo della trasmittanza UNI 7357 Descrizione s m λ m W/mK C W/m 2 K adduttanza UNI 7357 α adduttanza UNI α λ W/mK R m 2 K/W UNI 7357 R m 2 K/W UNI Riferimento Normativo Adduttanza interna sup. orizzontale 9,304 7,7 0,1075 0,130 1 Malta di gesso per intonaci con inerti di vario tipo (600 Kg/m 3 ) 0,020 0,290 0,29 0,0690 0,069 UNI Soletta in c.l.s. armato 0,200 1,910 1,91 0,1047 0,105 UNI Barriera al vapore in bitume 0,002 0,170 0,17 0,0118 0,012 UNI Fibra di vetro pannello semirigido 0,040 0,040 0,04 1,0000 1,000 UNI Intercapedine d'aria orizzontale flusso ascendente 0,040 6,500 0,00 0,1538 0,154 UNI Copertura in tegole 0,010 0,990 0,99 0,0101 0,010 UNI Adduttanza esterna sup. orizzontale 22,194 25,0 0,0451 0,040 Spessore Totale [m] 0,312 Resistenza termica totale R m 2 K/W 1,5019 1,5193 Trasmittanza K W/m 2 K 0,6658 0,6582 7

8 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti PAVIMENTO CONTRO TERRA (PAVTER) Pavimento contro terra Codice struttura PAVTER Nr Calcolo della trasmittanza UNI 7357 Descrizione s m λ m W/mK C W/m 2 K adduttanza UNI 7357 α adduttanza UNI α λ W/mK R m 2 K/W UNI 7357 R m 2 K/W UNI Riferimento Normativo Adduttanza interna sup. orizzontale 5,815 7,7 0,1720 0, Piastrelle in ceramica 0,012 1,000 1,00 0,0120 0,0120 UNI Sottofondo in cemento magro 0,040 0,730 0,73 0,0548 0,0548 UNI C.l.s. di perlite e vermiculite 0,200 0,150 0,15 1,3333 1,3333 UNI Conduttanza del terreno 2,000 0,5000 0,5000 UNI 7357 Spessore Totale [m] 0,252 Resistenza termica totale R m 2 K/W 1,5721 1,5300 Trasmittanza K W/m 2 K 0,6361 0,6536 Trasmittanza K 1 W/m 2 K 0,4826 8

9 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti PARETI PERIMETRALI (TTAMP) Pareti perimetrali Codice struttura TTAMP Nr Calcolo della trasmittanza UNI 7357 Descrizione s m λ m W/mK C W/m 2 K adduttanza UNI 7357 α adduttanza UNI α λ W/mK R m 2 K/W UNI 7357 R m 2 K/W UNI Riferimento Normativo Adduttanza interna sup. verticale 8,141 7,7 0,1228 0,130 1 Malta di gesso per intonaci con inerti di vario tipo (600 Kg/m 3 ) 0,020 0,290 0,29 0,0690 0,069 UNI Muratura in laterizio alveolato 0,250 1,163 0,8600 0,860 UNI Malta di calce o di calce e cemento 0,020 0,900 0,90 0,0222 0,022 UNI Adduttanza esterna sup. orizzontale 22,194 25,0 0,0451 0,040 Spessore Totale [m] 0,290 Resistenza termica totale R m 2 K/W 1,1191 1,1211 Trasmittanza K W/m 2 K 0,8936 0,8920 9

10 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti La trasmittanza termica del componente edilizio finestrato U w serramento e relativo componente trasparente risulta essere pari a: dove: U g U f ψ l L g A g A f è la trasmittanza termica dell elemento vetrato; è la trasmittanza termica del telaio; composta da un singolo è la trasmittanza lineare dovuta alla presenza del distanziatore posto tra i due vetri (si ricava dal prospetto VII della UNI in funzione del tipo di vetro e di telaio); è la lunghezza perimetrale della superficie vetrata; è l area del vetro; è l area del telaio. U w = A U g g + AfU f A + A g f + L g Ψ l 10

11 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti La trasmittanza termica del componente trasparente U g è pari a: dove: h e è il coefficiente liminare esterno pari a 25 W/m 2 K; r d R si n h i è la resistività della lastra di vetro è lo spessore del vetro; U g = 1 + he è la resistenza termica dello spazio racchiuso tra due lastre (si ricava dal prospetto II della UNI 10345); è il numero di lastre costituenti il componente trasparente; n r d 1 è il coefficiente liminare interno pari a (3,6 + 4,4 ε / 0,837) dove ε è l emissività termica del componente trasparente. Per vetri normali il valore di ε è pari a 0,837; + n 1 R + i i si i= 1 j= 1 hi 1 11

12 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti Il nostro serramento è così costituito: Serramento in legno e doppio vetro con camera d aria di 6 mm. Descrizione Valore Riferimento Normativo U f Trasmittanza termica del telaio 1,65 UNI Prosp. V ψ l Trasmittanza lineare 0,03 UNI L g Lunghezza perimetrale della superficie vetrata 7,52 A g Area del vetro [m 2 ] 1,19 A f Area del telaio [m 2 ] 0,49 Calcolo della trasmittanza UNI Descrizione Valore Riferimento Normativo Adduttanza esterna 25,0 UNI resistività del vetro 1,000 UNI spessore del vetro 0,004 UNI Resistenza termica dello spazio racchiuso tra i due vetri 0,130 UNI Adduttanza interna 8,0 UNI Trasmittanza U g W/m 2 K 3,30 La trasmittanza termica del componente trasparente U g è pari a: U g = , ,04 + 0,

13 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti Ricavato il valore di U g possiamo calcolare il valore di U w. 1,19 3,30 + 0,49 1,65 + 7,52 0,03 2 U w = = 2,953 W / m K 1,19 + 0,49 L infisso è dotato di tapparella esterna e quindi si introduce una resistenza termica aggiuntiva; la resistenza termica risultante U ws risulta essere pari a: U ws 1 = + DR U w 1 Il valore della resistenza termica aggiuntiva DR per finestre dotate di tapparele abbassate è data dal prospetto VIII della UNI in funzione del tipo di tapparella e di permeabilità dell infisso. Nel nostro esempio ipotizziamo: tapparella legno e media permeabilità 0, U ws = + 0,16 = 2,0054 W / m K 2,953 U wm U = w t t w w + U + t ws ws t ws Il valore medio della trasmittanza termica del componente trasparente U m viene calcolato tenendo conto della variazione della trasmittanza nel tempo utilizzando i valori t w, periodo di tempo in cui il componente ha la trasmittanza U w, e t ws periodo di tempo in cui il componente ha la trasmittanza U ws. 13

14 STEP 1 - Calcolo delle trasmittanze delle strutture disperdenti Ipotizzando che per metà giorno la tapparella è alzata e per la restante abbassata ricaviamo: t w = s e t ws = s 2, , U wm = = 2,4792 W / m K

15 STEP 2 - Calcolo della Potenza Disperdente Il calcolo del valore della potenza termica disperdente per trasmissione attraverso le pareti opache e trasparenti si effettua attraverso la seguente relazione: Φ tr = n i= 1 A K i i c i t i I coefficienti di esposizione valgono Sud=1 Nord=1,15 Est=1,1 Ovest=1,05. La temperatura minima è Roma pari a 0 C. Per tener conto che l immobile è un edificio isolato si ammette una diminuzione di -2 C della temperatura minima di progetto.c PARETE SUD Nome struttura A [m 2 ] K [W/m 2 K ] t Fatt. corr Φ [W] TTAMP 36,312 x 0,8936 x 22 x 1,00 = 713,86 PORT 2,130 x 1,9369 x 22 x 1,00 = 90,76 PORTT 0,450 x 1,1982 x 22 x 1,00 = 11,86 SV2 3,360 x 2,4792 x 22 x 1,00 = 183,26 CASS 0,600 x 0,6752 x 22 x 1,00 = 8,91 PARETE NORD Nome struttura A [m 2 ] K [W/m 2 K ] t Fatt. corr Φ [W] TTAMP 37,690 x 0,8936 x 22 x 1,15 = 852,10 SV1 2,600 x 2,4797 x 22 x 1,15 = 163,11 SV3 1,120 x 2,4551 x 22 x 1,15 = 69,57 CASS 0,500 x 0,6752 x 22 x 1,15 = 8,54 I coefficienti di esposizione valgono S = --- SO = 2 5% O = 5 10% NO = 10 15% N = 15 20% NE = 15 20% E = 10 15% SE = 5 10% 15

16 STEP 2 - Calcolo della Potenza Disperdente PARETE EST Nome struttura A [m 2 ] K [W/m 2 K ] t Fatt. corr Φ [W] TTAMP 41,900 x 0,8936 x 22 x 1,10 = 906,09 SV1 2,600 x 2,4797 x 22 x 1,10 = 156,02 SV2 8,400 x 2,4792 x 22 x 1,10 = 503,97 CASS 1,800 x 0,6752 x 22 x 1,10 = 29,41 PARETE OVEST Nome struttura A [m 2 ] K [W/m 2 K ] t Fatt. corr Φ [W] TTAMP 40,990 x 0,8936 x 22 x 1,05 = 846,12 SV1 2,600 x 2,4797 x 22 x 1,05 = 148,93 SV2 8,400 x 2,4792 x 22 x 1,05 = 481,06 CASS 1,800 x 0,6752 x 22 x 1,05 = 28,07 COPERTURA Nome struttura A [m 2 ] K [W/m 2 K ] t Fatt. corr Φ [W] SOLCOPT 239,500 x 0,6658 x 22 x 1,00 = 3508,10 PAVIMENTO Nome struttura A [m 2 ] K [W/m 2 K ] t Fatt. corr Φ [W] PAVTER 234,000 x 0,4826 x 10 x 1,00 = 1129,28 Φ [W] TOTALE = 9839,06 16