La certificazione energetica

La certificazione energetica A cura di Dott. Ing. Neri Manuela Software CENED per la regione Lombardia http://www.cened.it/software

Indice della presentazione Certificazione energetica: cos è e perché? Formule per il calcolo del fabbisogno energetico Caso di studio: oratorio di Leno

Certificazione energetica EPH Indice del fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale [KWh/m 2 a] EPH + fascia climatica classe energetica (A-G) Esigenza di limitare l uso di energia da fonti non rinnovabili

Certificazione energetica vs reale utilizzo dell ambiente Confrontare le prestazioni degli edifici. Calcolo normalizzato con regime continuo dell involucro: accensione degli impianti 24/24h temperatura costante degli ambienti occupazione degli ambienti costante apporti interni e ricambi d aria costanti I risultati dell EPH non sono rappresentativi dei consumi energetici reali dell edificio stesso. Quest ultimi devono essere determinati mediante una diagnosi energetica del sistema edificioimpianto, basata sul reale utilizzo dell edificio e dei suoi impianti. Interventi di riqualificazione energetica sono da rapportarsi alla diagnosi energetica effettuata.

Bilancio energetico sull edificio Valori umidità e temperatura interna destinazione d uso Temperatura esterna normativa UNI 10349:2004 Bilancio energetico: Perdite per trasmissione Qt Perdite per ventilazione Qv Guadagni interni Qi Guadagni radiaz. solare superfici opache Qse Qsi Qse Qv Guadagni radiaz. solare superfici trasparenti Qsi Qi EPH La quantità di energia EPH dipende da: efficienza involucro efficienza componenti impiantistiche forma geometrica (S/V) Qt

Bilancio energetico sull edificio Valori umidità e temperatura interna destinazione d uso Temperatura esterna normativa UNI 10349:2004 Bilancio energetico: Perdite per trasmissione Qt Perdite per ventilazione Qv Guadagni interni Qi Guadagni radiaz. solare superfici opache Qse Guadagni radiaz. solare superfici trasparenti Qsi Qsi Qse Qi Qv EPH= max [0, (Qt + Qv Qse)- η (Qi + Qsi)] EPH Fattore di utilizzazione : capacità dell edificio di sfruttare gli apporti interni gratuiti Qt

Comfort abitativo Bilancio energetico sul corpo umano Evaporazione Energia metabolica Convezione Irraggiamento Grandezze fisiche: Temperatura Temperatura radiante Velocità dell aria Umidità Purezza dell aria Conduzione Certificazione energetica quanta energia primaria è necessaria per il comfort abitativo

ZONA TERMICA: ambiente o insieme di ambienti a temperatura controllata con uniformità spaziale della temperatura dell aria e per la quale si ha stesso tipo di occupazione, destinazione d uso e tipo di impianto. INDIVIDUAZIONE ZONE TERMICHE

ZONA TERMICA: ambiente o insieme di ambienti a temperatura controllata con uniformità spaziale della temperatura dell aria e per la quale si ha stesso tipo di occupazione, destinazione d uso e tipo di impianto. INDIVIDUAZIONE ZONE TERMICHE SOTTOSISTEMI: Produzione Distribuzione Emissione Regolazione Qx,y,in Qx,y,el Qx,y,dis Sottosistema y del sistema impiantistico x Qx,y,out Q,x,y,in + Qx,y,el = Qx,y,out + Qx,y,dis BILANCIO ENERGETICO DEI SOTTOSISTEMI

ZONA TERMICA: ambiente o insieme di ambienti a temperatura controllata con uniformità spaziale della temperatura dell aria e per la quale si ha stesso tipo di occupazione, destinazione d uso e tipo di impianto. INDIVIDUAZIONE ZONE TERMICHE SOTTOSISTEMI: Produzione Distribuzione Emissione Regolazione Qx,y,in Qx,y,el Qx,y,dis Sottosistema y del sistema impiantistico x Qx,y,out Q,x,y,in + Qx,y,el = Qx,y,out + Qx,y,dis BILANCIO ENERGETICO DEI SOTTOSISTEMI BILANCIO ENERGETICO SU ZONA TERMICA: valori di riferimento medi mensili bilancio energetico per quel giorno moltiplico per il numero di giorni di quel mese ripeto il calcolo per tutti i mesi sommo il fabbisogno di tutti i mesi ed ottengo il fabbisogno annuo ENERGIA PRIMARIA ZONA TERMICA

ZONA TERMICA: ambiente o insieme di ambienti a temperatura controllata con uniformità spaziale della temperatura dell aria e per la quale si ha stesso tipo di occupazione, destinazione d uso e tipo di impianto. INDIVIDUAZIONE ZONE TERMICHE SOTTOSISTEMI: Produzione Distribuzione Emissione Regolazione Qx,y,in Qx,y,el Qx,y,dis Sottosistema y del sistema impiantistico x Qx,y,out Q,x,y,in + Qx,y,el = Qx,y,out + Qx,y,dis BILANCIO ENERGETICO DEI SOTTOSISTEMI BILANCIO ENERGETICO SU ZONA TERMICA: valori di riferimento medi mensili bilancio energetico per quel giorno moltiplico per il numero di giorni di quel mese ripeto il calcolo per tutti i mesi sommo il fabbisogno di tutti i mesi ed ottengo il fabbisogno annuo ENERGIA PRIMARIA ZONA TERMICA ENERGIA PRIMARIA EDIFICIO

Perdite per trasmissione Qt Trasmissione verso: ambiente esterno terreno ambienti non riscaldati ambienti a temperatura fissata Te Ti Trasmissione attraverso: superfici opache superfici trasparenti ponti termici Tx Tt

Perdite per trasmissione Qt: superfici opache Ipotesi: flusso monodimensionale Q T = U * A * (T i T e ) Te Qt Ti R = 1 U = 1 h i + 1 h e + n i= 1 si λ i U = trasmittanza termica (UNI EN ISO 6946:2008) R = resistenza termica A = superficie della parete Ti = temperatura interna Te = temperatura esterna hi = coefficiente scambio termico convettivo interno he = coefficiente scambio termico convettivo esterno T i T e hi,he UNI EN ISO 6946:2008 λ UNI 10351:1994 e UNI EN ISO 10456:2008. R i R 1 R 2 R e y x

Perdite per trasmissione: ponti termici Ponte termico: punto singolare dell involucro edilizio dove si ha una dispersione di calore localizzata superiore a quella delle superfici adiacenti. Si verificano: variazioni della continuità del materiale dell involucro modifiche della geometria elementi passanti di fissaggio presenza di elementi strutturali o di raccordo

Perdite per trasmissione: ponti termici Valutazione dei ponti termici: metodo semplificato metodo dettagliato (abachi) calcolo agli elementi finiti METODO SEMPLIFICATO U c,k =U k (1+F PT ) U c,k = trasmittanza termica media della struttura U k = trasmittanza struttura di separazione interno - esterno F PT = fattore correttivo ponte termico struttura opaca METODO DETTAGLIATO H T =Σ(A J U J )+Σ(L K Ψ k ) A J = area superficie disperdente U J = trasmittanza termica struttura L k = lunghezza interfaccia ponte termico Ψ k = trasmittanza lineica H T = coefficiente dispersione termica per trasmissione

erdite per trasmissione Qt: superfici trasparenti Serramenti: vetro, telaio, distanziale

erdite per trasmissione Qt: superfici trasparenti Serramenti: vetro, telaio, distanziale Numero di vetri Spessore Gas intercapedine Trattamenti superficiali

erdite per trasmissione Qt: superfici trasparenti Serramenti : vetro, telaio, distanziale Materiale Forma Taglio termico Elementi di tenuta all acqua

erdite per trasmissione Qt: superfici trasparenti Serramenti : vetro, telaio, distanziale Materiale

erdite per trasmissione Qt: superfici trasparenti Serramenti : vetro, telaio, distanziale A w A g l g U w = A g U g +A t U t +l g Ψ g A w U w = trasmittanza termica finestra U g = trasmittanza termica vetro U t = trasmittanza termica telaio l g = lunghezza interfaccia ponte termico Ψ g = trasmittanza lineica

Perdite per ventilazione Scambio di massa d aria tra interno ed esterno Aerazione Infiltrazione Ventilazione naturale Ventilazione meccanica Qv= ρ * c * V * n * ( Ti Te) Capacità termica dell aria Volume d aria scambiato Estate T est > T int Inverno T est < T int Raffrescamento dell aria in ingresso Riscaldamento dell aria in ingresso Qv

Ricambi d aria portata _ aria _ nuova 3 portata _ aria _ nuova m n = k 3 volume _ netto _ ambiente m h n= numero ricambi d aria orari [1/h] i s = indice di affollamento [persone/m 2 ] v min = portata specifica minima di aria [m 3 /h] A= Superficie utile di pavimento [m 2 ] k= coefficiente riduttivo = v min i s m A h 3 Destinazione d uso non residenziali e residenziale con ventilazione meccanica k=0.6. Tale fattore permette di tenere in considerazione il tempo di occupazione degli ambienti (norma UNI 10339:1995). Altrimenti k=1.

Guadagni gratuiti Apporti interni (aumento di temperatura e umidità) -Apparecchiature - Persone Apporti gratuiti dovuti alla radiazione solare - Attraverso superfici opache - Attraverso superfici trasparenti

Guadagni gratuiti Apporti interni -Apparecchiature - Persone Qi = A * q * Tempo Qi = carichi interni A=superficie utile q= carichi per unità di superficie Tempo = durata del periodo di calcolo

Guadagni gratuiti attraverso superfici vetrate α + ρ + τ = 1 g = fattore solare = α+τ Valori dalla scheda tecnica del vetro Qsi= N* Σ [H*(ΣA*(1-F 1 )*F 2 *F 3 *g)] N= numero di giorni H=irradiazione globale giornaliera media mensile A= superficie finestra 1-F1= riduzione dovuta al serramento F2 = ombreggiatura delle superfici F3= dipendenza angolare delle proprietà ottiche g= fattore solare

Guadagni gratuiti attraverso superfici opache Qse= N* Σ [H*(Σα*A*F s,i *F er,i *U/h)] N= numero di giorni H=irradiazione globale giornaliera media mensile α= fattore di assorbimento A= superficie F s,i = riduzione dovuta all ombreggiatura F er,i = riduzione riemissione di radiazione verso la volta celeste U= trasmittanza termica struttura opaca h= coefficiente di scambio termico convettivo esterno (25 W/m 2 K)

CASO DI STUDIO: ORATORIO DI LENO

BAR STUDIO SALA STAMPA DIREZIONE CAPPELLA TEATRO SPOGLIATOI

BAR STUDIO SALA STAMPA DIREZIONE CAPPELLA TEATRO SPOGLIATOI

ORATORIO DI LENO: zona bar Destinazione d uso: Edifici adibiti ad attività ricreative, associative, di culto Temperatura interna invernale = 20 C Temperatura interna estiva = 26 C Umidità interna relativa = 50% Z O N A T E R M I C A Superficie utile di pavimento = 212.23 m 2 Superficie totale involucro = 651.77 m 2

Certificazione energetica

Certificazione energetica Analisi ad hoc

Questionario Obbiettivi: conoscere il reale comportamento da parte degli utenti individuare eventuali comportamenti scorretti educazione progettare soluzioni ad hoc Esempio Indice di occupazione dell edificio quante persone sono presenti nel giorno di massima occupazione? che attività svolgono? Periodo di occupazione delle zone in che momento della giornata l ambiente è usufruito? Temperature richieste che temperatura viene mantenuta all interno dell ambiente? Abitudini degli utenti durante il periodo estivo, le finestre vengono tenute aperte? Numero max persone= 100 Accensione riscaldamento: 12 ore/gg (lunedì sabato), 14 ore/gg (domenica)

Carichi per ventilazione per certificazione V netto = 636,69 m 3 A utile = 212,23 m 2 i s = 1 persona/m 2 v min = 28,8 m 3 /(ora persona) 212,23 persone portata aria nuova = vmin is A = 28,8 1 212,23 = 6112, 22 m h 3 n = portata _ aria _ nuova volume _ ambiente = 6112,22 0,6 636,69 = 5,76 1 h L intero volume di aria deve essere cambiato 5,76 volte in una sola ora!!!!!!

Calcolo sulla base dei dati ottenuti dal questionario V netto = 636,69 m 3 A utile = 212,23 m 2 v min = 28,8 m 3 /(ora persona) i s = 100/212,23 = 0,47 persona/m 2 portata aria nuova = vmin is A = 28,8 0,47 212,23 = 2872, 75 m h 3 n = portata aria nuova volume ambiente = 2872,75 0,6 636,69 = 2,71 1 h L intero volume di aria deve essere cambiato 2,71 volte in una sola ora!!!!!! Variazione del volume d aria : 3754 m 3 1766 m 3

L importanza di un analisi ad hoc! Trasmittanza pareti U=0.1 W/m 2 K Dispersioni certificazione energetica 109.84 KWh/m 2 a 102.14 KWh/m 2 a

L importanza di un analisi ad hoc! Trasmittanza pareti U=0.1 W/m 2 K Dispersioni certificazione energetica Dispersioni da analisi ad hoc Considero solo i ricambi d aria stimati 109.84 KWh/m 2 a 102.14 KWh/m 2 a 65.10 KWh/m 2 a 49.70 KWh/m 2 a

Per concludere La certificazione energetica non rappresenta la reale situazione dell edificio Interventi vanno studiati sulla base di analisi eseguite ad hoc

Grazie per l attenzione