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MODULO II Febbraio 2014
E s s e T i E s s e S . r . l . Via Armistizio 135, 35142 Padova Tel. 049/8808270 – fax 049/691435 C . F . e P . I V A 0 2 2 9 7 0 1 0 2 8 8 w w w . e s s e t i e s s e . i t
PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
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CORSO DI FORMAZIONE PER TECNICI ABILITATI ALLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
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MO
DULO
II
TEMI TRATTATI:
PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
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DULO
II
1. Il bilancio energetico del sistema edificio
impianto
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II
PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
5
Composizione percentuale della domanda di energia per fonte energetica [anno 2010]
Elaborazione ENEA su dati MSE MO
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1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Impieghi finali di energia per settore [anno 2010]
Elaborazione ENEA su dati MSE MO
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1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Epoca di costruzione degli edifici residenziali [ISTAT 2001]
epoca di costruzione
totale abitazioni
abitazioni per periodi in funzione delle legislazioni in materia di
risparmio energetico
percentuale per periodi
prima del 1931 9.700.770
1931 ÷ 1951 11.410.685
1952 ÷ 1961 14.213.667
1692 ÷ 1971 17.433.972
1972 ÷ 1981 21.937.223 fino al 1976 19.209.800 70 %
1982 ÷ 1991 25.028.522 dal 1977 al 1991 5.818.722 21 %
1992 ÷ 2001 27.291.993 dal 1992 al 2001 2.263.471 9 %
Circa il 70 % degli edifici residenziali presenti in Italia è stato costruito prima dell’entrata in vigore della legislazione in materia di efficienza energetica
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Per ridurre lo spreco è opportuno esaminare e conoscere: - la quantità di energia di cui un edificio ha bisogno per le
proprie diverse funzioni (fabbisogno/consumo); - La qualità di tale energia (cioè come viene usata per le
diverse funzioni).
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Caratteristiche termiche delle strutture opache e delle chiusure trasparenti componenti l’involucro edilizio; Impianti per la climatizzazione a ciclo annuale dell’edificio (riscaldamento, raffrescamento, deumidificazione, ventilazione naturale o meccanica); Impianto di illuminazione; Impianto per la preparazione dell’acqua calda sanitaria; Guadagni di calore dovuti ai carichi interni; Posizionamento ed orientamento dell’edificio, nonché clima esterno; Sistemi solari passivi e protezione solare; Qualità climatica interna.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Input necessari al calcolo della prestazione energetica di un edificio
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Metodologie di calcolo – 1/2 1. Metodo DINAMICO Il bilancio termico all’interno della zona climatizzata viene effettuato nel breve periodo, tipicamente pari ad un’ora, considerando nel conteggio il calore accumulato e rilasciato dalla massa dell’edificio.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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EN ISO 13790 «Prestazione termica degli edifici – Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento »
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Metodologie di calcolo – 2/2 2. Metodo QUASI STAZIONARIO Il bilancio termico viene effettuato considerando un tempo così lungo da poter ignorare il calore accumulato e rilasciato dalle strutture. Il periodo considerato è solitamente un mese o un’intera stagione. L’energia necessaria risulta come somma dei contributi mensili data l’ipotesi di stazionarietà delle condizioni nell’arco dei singoli mesi. Per considerare gli effetti dinamici viene introdotto un fattore di utilizzazione calcolato in maniera empirica. Tale fattore tiene conto del fatto che solamente una parte del calore imputabile agli apporti gratuiti andrà a ridurre l’effettivo fabbisogno energetico per mantenere le condizioni di temperatura volute.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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EN ISO 13790 «Prestazione termica degli edifici – Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento »
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Risultati principali forniti
Energia annuale necessaria per il riscaldamento e il raffrescamento;
Lunghezza della stagione di riscaldamento e raffrescamento nel caso in
cui questa non sia imposta;
Energia utilizzata per gli ausiliari ai fini del riscaldamento, raffrescamento
e ventilazione.
È possibile anche risalire alle quote mensili dei vari contributi, compreso quello dovuto alle eventuali fonti rinnovabili.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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EN ISO 13790 «Prestazione termica degli edifici – Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento »
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1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Bilancio energetico dell’edificio
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UNI TS 11300 - 4 CTI 14/2013
QT
QV
QSI
QI
QH
Qc,e
Qd Qs Qg
Energia Primaria
QP,H
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fabbisogno energetico lato edificio
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UNI TS 11300 - 1
QH
QT
QV
QSI QI
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fabbisogno energetico lato impianto
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UNI TS 11300 - 2
QH
Qc Qd Qs
Qg
Qe
QP,H
solo per generatori di calore alimentati a combustibili fossili
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fabbisogno energetico lato impianto
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UNI TS 11300 - 4 + CTI 14/2013
QH
Qc Qd Qs
Qg
Qe
QP,H
utilizzo di energie da fonte rinnovabile altri metodi di generazione
fP
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fattore di conversione in energia primaria
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CTI 14/2013
VETTORE ENERGETICO fP,nren fP,ren fP
Gas naturale 1 0 1
GPL 1 0 1
Olio combustibile 1 0 1
Biomasse solide, liquide o gassose* 0,3 0,7 1
Energia elettrica da rete 2,174 0 2,174
Teleriscaldamento ** - -
* Come definite dall’Allegato X del D. Lgs. 152 del 3 aprile 2006 ** Valore dichiarato dal fornitore Rif. Prospetto A.1 delle Raccomandazioni CTI 14/2013 – Fattori di energia primaria dei vettori energetici
L’energia consegnata da vettori energetici si differenzia in energia non rinnovabile ed energia rinnovabile in base ai rispettivi fattori di conversione in energia primaria del vettore energetico.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fattore di conversione in energia primaria
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CTI 14/2013 4.19. Fattore di conversione in energia primaria non rinnovabile (fP,nren)
Per un dato vettore energetico è il rapporto tra energia primaria non rinnovabile ed energia fornita, nel quale l’energia primaria è quella richiesta per produrre una unità di energia fornita, tenendo conto delle perdite di estrazione, trattamento, stoccaggio, trasporto, conversione o trasformazione, trasmissione o distribuzione e quanto altro necessario per consegnare l’energia fornita al confine energetico del sistema.
VETTORE ENERGETICO fP,nren fP,ren fP
Gas naturale 1 0 1
GPL 1 0 1
Olio combustibile 1 0 1
Biomasse solide, liquide o gassose*
0,3 0,7 1
Energia elettrica da rete 2,174 0 2,174
Teleriscaldamento ** - -
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fattore di conversione in energia primaria
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CTI 14/2013 4.20. Fattore di conversione in energia primaria rinnovabile (fP,ren)
Per un dato vettore energetico è il rapporto tra energia primaria rinnovabile ed energia fornita, nel quale l’energia primaria è quella richiesta per produrre una unità di energia fornita, tenendo conto delle perdite di estrazione, trattamento, stoccaggio, trasporto, conversione o trasformazione, trasmissione o distribuzione e quanto altro necessario per consegnare l’energia fornita al confine energetico del sistema.
VETTORE ENERGETICO fP,nren fP,ren fP
Gas naturale 1 0 1
GPL 1 0 1
Olio combustibile 1 0 1
Biomasse solide, liquide o gassose*
0,3 0,7 1
Energia elettrica da rete 2,174 0 2,174
Teleriscaldamento ** - -
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Fattore di conversione in energia primaria
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CTI 14/2013 4.18. Fattore di conversione in energia primaria (fP)
Rapporto adimensionale che indica la quantità di energia primaria impiegata per produrre un’unità di energia fornita, per un dato vettore energetico; tiene conto dell’energia necessaria per l’estrazione, il processamento, lo stoccaggio, il trasporto e, nel caso dell’energia elettrica, del rendimento medio del sistema di generazione e delle perdite medie di trasmissione del sistema elettrico nazionale e, nel caso di teleriscaldamento, delle perdite medie di distribuzione della rete.
VETTORE ENERGETICO fP,nren fP,ren fP
Gas naturale 1 0 1
GPL 1 0 1
Olio combustibile 1 0 1
Biomasse solide, liquide o gassose*
0,3 0,7 1
Energia elettrica da rete 2,174 0 2,174
Teleriscaldamento ** - -
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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Definisce linee guida per l’applicazione nazionale della norma EN ISO 13790:2008 con riferimento al metodo mensile per il calcolo dei fabbisogni netti di energia per riscaldamento (QH,nd) e per raffrescamento (QC,nd).
fornisce univocità di valori e di metodi per consentire la riproducibilità e confrontabilità dei risultati ed ottemperare alle condizioni richieste da documenti a supporto di disposizioni nazionali; contiene nelle appendici metodi di calcolo che recepiscono le pertinenti parti della normativa europea con il completamento di allegati e dati nazionali con l’obiettivo di fornire per i procedimenti di calcolo anche univocità dei dati di ingresso.
UNI TS 11300 - 1 «Prestazione energetiche degli edifici – Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento ambiente»
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 SIMBOLI, GRANDEZZE E UNITA’ DI MISURA - 1/2
Simbolo Grandezza Unità di misura
A Area m2
b Fattore di correzione dello scambio termico -
d Spessore m
F Fattore di riduzione del flusso solare -
g Trasmittanza di energia solare totale -
H Coefficiente globale di scambio termico W/K
I Irradianza solare W/m2
l Lunghezza m
N Durata del periodo di riscaldamento d
n Ricambi d’aria h-1
Q Energia termica MJ
q Portata volumica m3/s
R Resistenza termica m2K/W
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 SIMBOLI, GRANDEZZE E UNITA’ DI MISURA - 2/2
Simbolo Grandezza Unità di misura
U Trasmittanza termica W/(m2xK)
V Volume interno m3
Fattore di assorbimento -
Rapporto apporti/dispersioni -
Emissività relativa alla radiazione termica ad elevata lunghezza d'onda -
Flusso termico, potenza termica W W
Efficienza, fattore di utilizzazione -
Temperatura °C
Capacità termica areica kJ/(m2xK)
Massa volumica kg/m3
Costante di tempo s
Trasmittanza termica lineare W/(mxK)
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 PEDICI - 1/2
Pedice Significato Pedice Significato
A Apparecchiature, edifici adiacenti i Ambiente interno
a Aria int Interno
adj Corretto per la differenza di temperatura int-est
Is Dispersione termica
c Elemento costruttivo mn Media sul tempo
C Raffrescamento n Incidenza normale, netto
C,nd Fabbisogno per il raffrescamento nd Fabbisogno
D Trasmissione termica diretta verso l’esterno
ob Ostacoli esterni
day Giornaliero Oc Occupanti
des Progetto ov Aggetto orizzontale
F Telaio p Proiettato
f Pavimento r Radiazione infrarossa
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 PEDICI - 2/2
Pedice Significato Pedice Significato
fin Aggetto verticale s Superficiale
e Ambiente esterno set Regolazione
g Terreno sh Ombreggiatura, schermatura
gl Vetro shut Chiusura oscurante
gn Apporti termici sol Solare
H Riscaldamento tr Trasmissione termica
H,nd Fabbisogno per il riscaldamento U,u Non climatizzato
h Orizzontale ve Ventilazione
hor Orizzonte w Finestra
ht Scambio termico m Medio
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 SOMMARIO
Descrizione sintetica della procedura di calcolo; Dati di ingresso per i calcoli; Zonizzazione e accoppiamento termico tra zone; Temperatura interna; Dati climatici; Durata della stagione di riscaldamento e raffrescamento; Parametri di trasmissione termica; Ventilazione; Apporti termici interni; Apporti termici solari; Parametri dinamici;
APPENDICI.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.1 – GENERALITA’ La procedura di calcolo comprende i seguenti passi: 1) definizione dei confini dell’insieme degli
ambienti climatizzati e non climatizzati dell’edificio;
2) se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo;
3) definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno;
4) calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell’edificio, dei fabbisogni netti di energia per il riscaldamento (QH,nd) e raffrescamento (QC,nd);
5) aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone servite dagli stessi impianti.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE – 1/6 Punto 7.1 - INDIVIDUAZIONE DEL SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO Ai fini dell'applicazione della presente specifica tecnica, il sistema edificio-impianto è costituito da uno o più edifici (involucri edilizi) o da porzioni di edificio, climatizzati attraverso un unico sistema di generazione (vedere figure 1, 2 e 3). Il volume climatizzato comprende gli spazi che si considerano riscaldati e/o raffrescati a date temperature di regolazione.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE – 2/6 Punto 7.1 - INDIVIDUAZIONE DEL SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE – 3/6 Punto 7.1 - INDIVIDUAZIONE DEL SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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MO
DULO
II
UNI TS 11300 - 1 ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE – 4/6 Punto 7.2 – REGOLE DI SUDDIVISIONE DELL’EDIFICIO In linea generale ogni porzione di edificio, climatizzata ad una determinata temperatura con identiche modalità di regolazione, costituisce una zona termica. Per esempio, le diverse unità immobiliari servite da un unico generatore, aventi proprie caratteristiche di dispersione ed esposizione, possono costituire altrettante zone termiche (vedere figura 4).
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE – 5/6 Punto 7.2 – REGOLE DI SUDDIVISIONE DELL’EDIFICIO La zonizzazione non è richiesta se si verificano le seguenti condizioni: a) le temperature interne di regolazione per il
riscaldamento differiscono di non oltre 4 K; b) gli ambienti non sono raffrescati o comunque
le temperature interne di regolazione per il raffrescamento differiscono di non oltre 4 K;
c) gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di riscaldamento;
d) se vi è un impianto di ventilazione meccanica, almeno l'80% dell'area climatizzata è servita dallo stesso impianto di ventilazione con tassi di ventilazione nei diversi ambienti che non differiscono di un fattore maggiore di 4.
È possibile che la zonizzazione relativa al riscaldamento differisca da quella relativa al raffrescamento.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 ZONIZZAZIONE E ACCOPPIAMENTO TERMICO TRA ZONE – 6/6 Punto 7.3 – CONFINI DELLE ZONE TERMICHE Ai fini dell'applicazione della presente specifica tecnica, per definire i confini del volume lordo climatizzato si considerano le dimensioni esterne dell'involucro mentre, per definire i confini tra le zone termiche, si utilizzano le superfici di mezzeria degli elementi divisori (vedere figura 5).
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 TEMPERATURA INTERNA Punto 8.1.1 – CLIMATIZZAZIONE INVERNALE Per tutte le categorie di edifici ad esclusione delle categorie E.6(1), E.6(2) e E.87), si assume una temperatura interna costante pari a 20 C. Per gli edifici di categoria E.6(1) si assume una temperatura interna costante pari a 28 C. Per gli edifici di categoria E.6(2) e E.8 si assume una temperatura interna costante pari a 18 C. Per gli edifici confinanti, in condizioni standard di calcolo, si assume: • temperatura pari a 20 C per edifici confinanti
riscaldati e appartamenti vicini normalmente abitati; • temperatura conforme alla UNI EN 12831 per
appartamenti confinanti in edifici che non sono normalmente abitati (per esempio case vacanze);
• temperatura conforme all'appendice A della UNI EN ISO 13789:2008, per edifici o ambienti confinanti non riscaldati (magazzini, autorimesse, cantinati, vano scale, ecc.).
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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II
UNI TS 11300 - 1 TEMPERATURA INTERNA Punto 8.1.2 – CLIMATIZZAZIONE ESTIVA Per tutte le categorie di edifici9) ad esclusione delle categorie E.6(1) e E.6(2) si assume una temperatura interna costante pari a 26 C. Per gli edifici di categoria E.6(1) si assume una temperatura interna costante pari a 28 C. Per gli edifici di categoria E.6(2) si assume una temperatura interna costante pari a 24 C. La temperatura interna degli edifici adiacenti è fissata convenzionalmente pari a 26 C.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DATI CLIMATICI Punto 9 I dati climatici devono essere conformi a quanto riportato nella UNI 10349. I valori di irradianza solare totale media mensile sono ricavati dai valori di irraggiamento solare giornaliero medio mensile forniti dalla UNI 10349. Per orientamenti intermedi tra quelli ivi indicati si procede per interpolazione lineare. I valori di temperatura esterna media giornaliera sono forniti dalla UNI 10349.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DURATA DELLA STAGIONE DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO Punto 10.1. – CLIMATIZZAZIONE INVERNALE Punto 10.1.1 – VALUTAZIONE DI PROGETTO O STANDARD La durata della stagione di calcolo è determinata in funzione della zona climatica dipendente dai gradi giorno della località, secondo il prospetto 3 sottoriportato.
Zona climatica Inizio Fine
A 1° dicembre 15 marzo
B 1° dicembre 31 marzo
C 15 novembre 31 marzo
D 1° novembre 15 aprile
E 15 ottobre 15 aprile
F 5 ottobre 22 aprile
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.1 – GENERALITA’ Al punto 4 della procedura i fabbisogni di energia termica per riscaldamento e raffrescamento si calcolano, per ogni zona dell'edificio e per ogni mese, come:
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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DULO
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.1 – GENERALITA’ Fabbisogno di energia termica per riscaldamento
dove: QH,nd è il fabbisogno ideale di energia termica dell'edificio per riscaldamento; QH,ht è lo scambio termico totale nel caso di riscaldamento;
H,gn è il fattore di utilizzazione degli apporti termici; Qgn sono gli apporti termici totali; QH,tr è lo scambio termico per trasmissione nel caso di riscaldamento; QH,ve è lo scambio termico per ventilazione nel caso di riscaldamento; Qint sono gli apporti termici interni; Qsol sono gli apporti termici solari.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.1 – GENERALITA’ Fabbisogno di energia termica per raffrescamento
dove: QC,nd è il fabbisogno ideale di energia termica dell'edificio per raffrescamento; Qgn sono gli apporti termici totali;
C,ls è il fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche; QC,ht è lo scambio termico totale nel caso di raffrescamento; Qint sono gli apporti termici interni; Qsol sono gli apporti termici solari; QC,tr è lo scambio termico per trasmissione nel caso di raffrescamento; QC,ve è lo scambio termico per ventilazione nel caso di raffrescamento.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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MO
DULO
II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.1 – GENERALITA’ Fabbisogno di energia termica per riscaldamento
dove: Q H,ht è lo scambio termico totale; Q H,tr è lo scambio termico per trasmissione; Q H,ve è lo scambio termico per ventilazione.
dove: Q gn sono gli apporti termici totali; Q int sono gli apporti termici interni; Q sol sono gli apporti termici solari.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI Per ogni zona dell'edificio e per ogni mese, gli scambi termici si calcolano con le seguenti formule: NEL CASO DI RISCALDAMENTO
NEL CASO DI RAFFRESCAMENTO
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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MO
DULO
II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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MO
DULO
II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO
dove: Htr,adj è il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno [W/K];
int,set,H è la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento della zona considerata [ C];
e è la temperatura media mensile dell'ambiente esterno [ C]; t è la durata del mese considerato [h]; Fr,k è il fattore di forma tra il componente edilizio k -esimo e la volta celeste [-];
r,mn,k è l'extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal componente edilizio k -esimo, mediato sul tempo [W]; t è la durata del mese considerato. Il calcolo di Fr,k e r,mn,k è effettuato secondo quanto riportato nella UNI EN ISO 13790:2008 e secondo le indicazioni del punto 11.4.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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MO
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II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Il coefficiente globale di scambio termico si calcola:
dove: HD è il coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l'ambiente esterno (UNI EN ISO 13789); Hg è il coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno (UNI EN ISO 13370); HU è il coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati (UNI EN ISO 13789); HA è il coefficiente di scambio termico per trasmissione verso altre zone (interne o meno all'edificio) climatizzate a temperatura diversa (UNI EN ISO 13789).
Il calcolo dei coefficienti di scambio termico per trasmissione HD, Hg, HU, HA è effettuato secondo le UNI EN ISO 13789:2008 e UNI EN ISO 13370, e secondo le indicazioni riportate nel punto 11.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Il coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l'ambiente esterno
dove: Ai è l’area dell’elemento i-esimo dell’involucro edilizio, in m2 (le dimensioni di porte e finestre sono assunte come le dimensioni delle aperture nella parete); Ui è la trasmittanza termica dell’elemento i-esimo dell’involucro edilizio, calcolata in accordo con la UNI EN ISO 6946 per elementi opachi o in accordo con la UNI EN ISO 10077-1 per elementi vetrati, in W/(m2K); lk è la lunghezza del ponte termico lineare k, in m;
k è la trasmittanza termica lineica del ponte termico lineare k, secondo la UNI EN ISO 14683, in W/(mK);
J è la trasmittanza termica puntuale del ponte termico j, calcolata in accordo con la UNI EN ISO 10211-1, in W/K.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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MO
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II
UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO La trasmittanza termica U di un elemento si calcola:
dove: i è l’adduttanza sulla superficie interna
della struttura (coefficiente che considera gli effetti dello scambio termico per convezione e per irraggiamento) [W/m2k];
e è l’adduttanza sulla superficie esterna della struttura (coefficiente che considera gli effetti dello scambio termico per convezione e per irraggiamento) [W/m2k]; Sj è lo spessore di ogni strato componente la struttura opaca [m];
j è la conduttività di ogni strato componente la struttura opaca [W/mK].
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO I PONTI TERMICI I ponti termici sono punti di una costruzione che presentano flussi termici più rapidi rispetto alle parti circostanti e che provocano scambi di calore più accentuati. Il ponte termico:
d'inverno conduce calore dall'interno di una casa verso l'esterno; d'estate veicola calore dall'esterno all'interno.
I ponti termici portano ad un incremento delle perdite di calore e possono provocare la diminuzione di temperatura della superficie interna dell’edificio tale da causare rischi di condensazione superficiale.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO I PONTI TERMICI – NORMA EN ISO 14683
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 11.1.3 – PONTI TERMICI Lo scambio termico per trasmissione attraverso i ponti termici può essere calcolato secondo la UNI EN ISO 14683. Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, per alcune tipologie edilizie, lo scambio termico attraverso i ponti termici può essere determinato forfetariamente secondo quanto indicato nel prospetto 4. Nel caso si utilizzino i dati del prospetto 4 questi devono essere riportati nel rapporto finale di calcolo.
Nel caso in cui il ponte termico si riferisca ad un giunto tra due strutture che coinvolgono due zone termiche diverse, il valore della trasmittanza termica lineare, dedotto dalla UNI EN ISO 14683, deve essere ripartito tra le due zone interessate.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 11.3 – SCAMBIO TERMICO VERSO IL TERRENO TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Lo scambio termico verso il terreno deve essere calcolato secondo la UNI EN ISO 13370. Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, il coefficiente di accoppiamento termico in regime stazionario tra gli ambienti interno ed esterno è dato da:
dove: A è l'area dell'elemento, espressa in m2; Uf è la trasmittanza termica della parte sospesa del pavimento (tra l'ambiente interno e lo spazio sottopavimento), espressa in W/m2K, btr,g è il fattore di correzione adimensionale dato dal prospetto 6.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 11.2 – SCAMBIO TERMICO VERSO AMBIENTI NON CLIMATIZZATI TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione, HU, tra il volume climatizzato e gli ambienti esterni attraverso gli ambienti non climatizzati si ottiene come:
dove: dove btr,x è il fattore di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzato e non climatizzato, diverso da 1 nel caso in cui la temperatura di quest'ultimo sia diversa da quella dell'ambiente esterno. Si ha:
dove: Hiu è il coefficiente globale di scambio termico tra l'ambiente climatizzato e l'ambiente non climatizzato; Hue è il coefficiente globale di scambio termico tra l'ambiente non climatizzato e l'ambiente esterno.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 11.2 – SCAMBIO TERMICO VERSO AMBIENTI NON CLIMATIZZATI TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, i valori del fattore btr,x si possono assumere dal prospetto 5.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 11.4 – EXTRA FLUSSO TERMICO PER RADIAZIONE INFRAROSSA VERSO LA VOLTA CELESTE TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Il calcolo dell'extra flusso termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste è effettuato secondo quanto riportato nei punti 11.3.5 e 11.4.6 della UNI EN ISO 13790:2008, adottando le seguenti ipotesi: - la differenza tra la temperatura dell'aria esterna e la temperatura apparente del cielo er = 11 K; - il coefficiente di scambio termico esterno per irraggiamento hr = 5 W/(m2 K);; - il fattore di forma tra un componente edilizio e la volta celeste vale:
dove: S è l'angolo d'inclinazione del componente sull'orizzonte; Fsh,ob,dif è il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo alla sola radiazione diffusa, pari a 1 in assenza di ombreggiature da elementi esterni.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI VENTILAZIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI VENTILAZIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO
dove: Hve,adj è il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno;
int,set,H è la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento della zona considerata [ C];
e è la temperatura media mensile dell'ambiente esterno [ C]; t è la durata del mese considerato [h].
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI VENTILAZIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Il coefficiente globale di scambio termico si calcola:
dove: a ca è la capacità termica volumica dell'aria, pari a 1200 J/(m3 K);
qve,k,mn è la portata mediata sul tempo del flusso d'aria k -esimo; bve,k è il fattore di correzione della temperatura per il flusso d'aria k -esimo (bve,k 1 se la temperatura di mandata non è uguale alla temperatura dell'ambiente esterno, come nel caso di pre-riscaldamento, pre-raffrescamento o di recupero termico dell'aria di ventilazione).
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI VENTILAZIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO La portata mediata sul tempo del flusso d'aria k -esimo, qve,k,mn, espressa in m3/s, si ricava come:
dove: qve,k è la portata sul tempo del flusso d'aria k -esimo; fve,t,k è la frazione di tempo in cui si verifica il flusso d'aria k-esimo (per una situazione permanente: fve,t,k = 1). La determinazione di bve,k, qve,k e fve,t,k è effettuata secondo la UNI EN ISO 13790:2008 e secondo le indicazioni riportate nel punto 12.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 12.1 – PORTATA DI VENTILAZIONE VENTILAZIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Nel caso di aerazione o ventilazione naturale:
per gli edifici residenziali si assume un tasso di ricambio d'aria pari a 0,3 vol/h; per tutti gli altri edifici si assumono i tassi di ricambio d'aria riportati nella UNI 10339. I valori degli indici di affollamento sono assunti pari al 60% di quelli riportati nella suddetta norma ai fini della determinazione della portata di progetto.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI APPORTI INTERNI
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI Per ogni zona dell'edificio e per ogni mese, gli apporti termici interni si calcolano con la seguente formula:
dove: btr,l è il fattore di riduzione per l'ambiente non climatizzato avente la sorgente di calore interna l-esima oppure il flusso termico l-esimo di origine solare;
int,mn,k è il flusso termico prodotto dalla k-esima sorgente di calore interna, mediato sul tempo;
int,mn,u,l è il flusso termico prodotto dalla l-esima sorgente di calore interna nell'ambiente non climatizzato adiacente u, mediato sul tempo; t è la durata del mese considerato.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 13.1 – APPORTI TERMICI INTERNI Nei casi di valutazione di progetto o di valutazione standard gli apporti termici interni sono espressi, per gli edifici diversi dalle abitazioni, in funzione della destinazione d'uso secondo quanto riportato nel prospetto 8.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 13.1 – APPORTI TERMICI INTERNI Per gli edifici di categoria E.1 (1) e E.1 (2) (abitazioni), aventi superficie utile di pavimento, Af, minore o uguale a 170 m2, il valore globale degli apporti interni, espresso in W, è ricavato come:
Per superficie utile di pavimento maggiore di 170 m2 il valore di int è pari a 450 W.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI APPORTI SOLARI
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI Per ogni zona dell'edificio e per ogni mese, gli apporti termici solari si calcolano con la seguente formula:
dove: btr,l è il fattore di riduzione per l'ambiente non climatizzato avente la sorgente di calore interna l-esima oppure il flusso termico l-esimo di origine solare;
sol,mn,k è il flusso termico k-esimo di origine solare, mediato sul tempo;
sol,mn,u,l è il flusso termico l-esimo di origine solare nell'ambiente non climatizzato adiacente u, mediato sul tempo; t è la durata del mese considerato.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI Il flusso termico k -esimo di origine solare, sol,k , espresso in W, si calcola con la seguente formula:
dove: Fsh,ob,k è il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per l'area di captazione solare effettiva della superficie k-esima; Asol,k è l'area di captazione solare effettiva della superficie k-esima con dato orientamento e angolo d'inclinazione sul piano orizzontale, nella zona o ambiente considerato; Isol,k è l'irradianza solare media mensile, sulla superficie k-esima, con dato orientamento e angolo d'inclinazione sul piano orizzontale.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 14.4 – OMBREGGIATURA Il fattore di riduzione per ombreggiatura Fsh,ob può essere calcolato come prodotto dei fattori di ombreggiatura relativi ad ostruzioni esterne (Fhor), ad aggetti orizzontali (Fov) e verticali (Ffin).
I valori dei fattori di ombreggiatura dipendono dalla latitudine, dall'orientamento dell'elemento ombreggiato, dal clima, dal periodo considerato e dalle caratteristiche geometriche degli elementi ombreggianti. Tali caratteristiche sono descritte da un parametro angolare, come evidenziato nelle figure 6 e 7.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 14.4 – OMBREGGIATURA
Con riferimento ai vari mesi dell'anno invernale i fattori di ombreggiatura possono essere determinati attraverso l'interpolazione lineare dei valori riportati nei prospetti dell'appendice D.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI L'area di captazione solare effettiva di una parte opaca dell'involucro edilizio, Asol, è calcolata con la seguente formula:
dove: sol,c è il fattore di assorbimento solare del componente opaco;
Rse è la resistenza termica superficiale esterna del componente opaco, determinato secondo la UNI EN ISO 6946; Uc è la trasmittanza termica del componente opaco; Ac è l'area proiettata del componente opaco. Nel calcolo del fabbisogno di calore occorre tenere conto anche degli apporti termici dovuti alla radiazione solare incidente sulle chiusure opache. In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, il fattore di assorbimento solare di un componente opaco può essere assunto pari a 0,3 per colore chiaro della superficie esterna, 0,6 per colore medio e 0,9 per colore scuro.
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.3 – CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI L'area di captazione solare effettiva di un componente vetrato dell'involucro (per esempio una finestra), Asol, è calcolata con la seguente formula:
dove: Fsh,gl è Il fattore di riduzione degli apporti solari relativo all'utilizzo di schermature mobili; ggl è la trasmittanza di energia solare della parte trasparente del componente; FF è la frazione di area relativa al telaio, rapporto tra l'area proiettata del telaio e l'area proiettata totale del componente finestrato; A w,p è l'area proiettata totale del componente vetrato (l'area del vano finestra).
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 14.3 – APPORTI SOLARI SUI COMPONENTI TRASPARENTI I valori della trasmittanza di energia solare totale degli elementi vetrati (ggl) possono essere ricavati moltiplicando i valori di trasmittanza di energia solare totale per incidenza normale (ggl,n) per un fattore di esposizione (Fw) assunto pari a 0,9. I valori della trasmittanza di energia solare totale per incidenza normale degli elementi vetrati possono essere determinati attraverso la UNI EN 410. In assenza di dati documentati, si usa il prospetto 13.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 14.3 – APPORTI SOLARI SUI COMPONENTI TRASPARENTI Fattore telaio Il fattore di correzione dovuto al telaio (1 - FF) è pari al rapporto tra l'area trasparente e l'area totale dell'unità vetrata del serramento. In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, si può assumere un valore convenzionale del fattore telaio pari a 0,8. Effetto di schermature mobili In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, l'effetto di schermature mobili può essere valutato attraverso i fattori di riduzione riportati al prospetto 14, pari al rapporto tra i valori di trasmittanza di energia solare totale della finestra con e senza schermatura (ggl+sh/ggl).
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI TRASMISSIONE NEL CASO DI RAFFRESCAMENTO
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI TRASMISSIONE NEL CASO DI RAFFRESCAMENTO Il coefficiente globale di scambio termico si calcola:
dove: Htr,adj è il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno;
int,set,C è la temperatura interna di regolazione per il raffrescamento della zona considerata;
e è la temperatura media mensile dell'ambiente esterno; Fr,k è il fattore di forma tra il componente edilizio k -esimo e la volta celeste [-];
r,mn,k è l'extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal componente edilizio k -esimo, mediato sul tempo [W]; t è la durata del mese considerato. Il calcolo di Fr,k e r,mn,k è effettuato secondo quanto riportato nella UNI EN ISO 13790:2008 e secondo le indicazioni del punto 11.4.
1. Il bilancio energetico del sistema edificio impianto
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UNI TS 11300 - 1 DESCRIZIONE SINTETICA DELLA PROCEDURA DI CALCOLO Punto 5.2 – CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI VENTILAZIONE NEL CASO DI RAFFRESCAMENTO Il coefficiente globale di scambio termico si calcola:
dove: Hve,adj è il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno;
int,set,C è la temperatura interna di regolazione per il raffrescamento della zona considerata;
e è la temperatura media mensile dell'ambiente esterno; t è la durata del mese considerato.
2. Il calcolo della prestazione energetica degli
edifici esistenti
PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
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EPgl= EPi + EPacs
EPgl: è l’indice di prestazione energetica globale dell’edificio;
EPi: è l’indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale;
EPacs: l’indice di prestazione energetica per la produzione dell’acqua calda sanitaria;
Nel caso di edifici residenziali tutti gli indici sono espressi in kWh/(m2anno).
Nel caso di altri edifici (residenze collettive, terziario, industria) tutti gli indici sono espressi in kWh/(m3anno).
EPgl= EPi + EPacsi
PRESTAZIONE ENERGETICA – 1/2
D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici Allegato A
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici Allegato A
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METODOLOGIE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
2. Metodo di calcolo da rilievo sull’edificio
Prevede la valutazione della prestazione energetica a partire dai dati di ingresso ricavati da indagini svolte direttamente sull’edificio esistente. Sono previste tre modalità di approccio:
i. mediante procedure di rilievo, anche strumentali, sull’edificio e/o sui dispositivi impiantistici effettuate secondo le normative tecniche di riferimento;
ii. per analogia costruttiva con altri edifici e sistemi impiantistici coevi, integrata da banche dati o abachi nazionali, regionali o locali;
iii. sulla base dei principali dati climatici, tipologici, geometrici ed impiantistici.
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici Allegato A
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
METODI DI CALCOLO DI RIFERIMENTO NAZIONALE – 1/2
1. Metodo calcolato di progetto o di calcolo standardizzato
Campo di applicazione:
tutte le tipologie edilizie degli edifici nuovi ed esistenti indipendentemente dalla loro dimensione Calcolo dell’indice di prestazione energetica dell’edificio per la climatizzazione invernale (EPi), per la climatizzazione estiva (EPe) e per la preparazione dell’acqua calda sanitaria (EPacs) mediante le metodologie descritte nelle norme della serie UNI/TS 11300:
• UNI/TS 11300 - 1 Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale;
• UNI/TS 11300 - 2 Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria;
• UNI/TS 11300 - 4 Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per riscaldamento di ambienti e preparazione acqua calda sanitaria.
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici Allegato A
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
METODI DI CALCOLO DI RIFERIMENTO NAZIONALE – 2/2
2. Metodi di calcolo da rilievo sull’edificio
metodi semplificati
solo per edifici esistenti
Sono previsti tre livelli di approfondimento:
1. tutte le tipologie edilizie degli edifici esistenti indipendentemente dalla loro dimensione si fa riferimento alle norme tecniche della serie UNI/TS 11300 parte 1 e 2 e alle relative semplificazioni previste per gli edifici esistenti;
2. edifici residenziali esistenti con superficie utile fino a 3.000 m2 si fa riferimento al metodo di calcolo DOCET, predisposto da CNR ed ENEA, sulla base delle norme tecniche della serie UNI/TS 11300 parte 1 e 2 e alle relative semplificazioni previste per gli edifici esistenti;
3. edifici residenziali esistenti con superficie utile fino a 1.000 m2 per il calcolo dell’EPi si utilizza il metodo semplificato di cui all’allegato 2, per il calcolo dell’EPacs si utilizzano le norme della serie UNI/TS 11300 per la parte semplificata relativa agli edifici esistenti.
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
METODI DI CALCOLO DI RIFERIMENTO NAZIONALE – DOCET
Considerando quanto la Comunità ha più volte ribadito in documenti e manifestazioni della UE relativamente alla promozione e sensibilizzazione degli utenti sulla tematica dell’efficienza energetica, si deve tener conto anche di alcuni aspetti ripresi dal quadro legislativo nazionale e orientati a contenere gli oneri per gli utenti finali, predisponendo metodi di calcolo semplificati.
In quest’ottica si deve riflettere sul fatto che l’obiettivo per il successo della certificazione energetica non si focalizza nella realizzazione di strumenti commerciali che rispondano pienamente alle norme UNI TS 11300 e le implementino in modo dettagliato, come previsto dalle Linee Guida, ma anche nella realizzazione di strumenti semplificati che, nel rispetto della metodologia presente nelle UNI TS 11300, rispondano ad una domanda di mercato.
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
TABELLA RIEPILOGATIVA METODOLOGIE DI CALCOLO
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
Schema di procedura semplificata per la determinazione dell’indice di prestazione energetica
per la climatizzazione invernale dell’edificio.
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
INDICE DI PRESTAZIONE ENERGETICA PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE
da attribuire all’edificio per la certificazione energetica:
g
pavh AQEPi
/[kWh/m2]
Dove:
Qh = fabbisogno di energia termica dell’edificio [kWh]
Apav = superficie utile del pavimento [m2]
g = rendimento globale medio stagionale
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
isxVTh QQfHHGGQ 024,0 [kWh]
Dove:
GG = gradi giorno della città nella quale trova ubicazione l’edificio
HT = coefficiente globale di scambio termico per trasmissione, corretto per tener conto della differenza di temperatura interno-esterno di ciascuna superficie disperdente [W/K]
HV = coefficiente globale di scambio termico per ventilazione [W/K]
fx = coefficiente di utilizzazione degli apporti gratuiti, assunto pari a 0,95
Qs = apporti solari attraverso i componenti di involucro trasparente [MJ]
Qi = apporti gratuiti interni [MJ]
g
pavh AQEPi
/FABBISOGNO DI EMERGIA TERMICA DELL’EDIFICIO
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
n
eeamb TTGG
1Dove:
Tamb = temperatura ambiente riscaldato convenzionale 20 C
Te = temperatura esterna media giornaliera
n = numero di giorni del periodo convenzionale di riscaldamento
I GG indicano il fabbisogno termico di una determinata area geografica.
GG basso breve periodo di riscaldamento e Te prossime a Tamb;
GG elevato lungo periodo di riscaldamento e Te rigida.
isxVTh QQfHHGGQ 024,0GRADI GIORNO (GG) – 1/3
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
GRADI GIORNO (GG) – 2/3
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
GRADI GIORNO (GG) – 3/3
PADOVA
• Zona climatica: E
• Periodo di riscaldamento: 15 ottobre 15 aprile n = 183 giorni
• GG = 2.383
D.P.R. 16 aprile 2013, n. 74
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
COEFFICIENTE GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE – 1/2
n
itriiT bUSH1
, [W/K]
Dove:
Si = superfici esterne che racchiudono il volume lordo riscaldato, non si considerano le superfici verso altri ambienti riscaldai alla stessa temperatura [m2]
Ui = trasmittanza termica della struttura [W/(m2 K)]
nell’impossibilità di reperire la stratigrafia da rilievo, possono essere adottati i valori riportati nella norma UNI TS 11300 – 1 all’appendice A e C
btr,i = fattore di correzione dello scambio termico verso ambienti non climatizzati o verso il terreno
- per superfici disperdenti verso ambienti non riscaldati: prospetto 5 UNI TS 11300 – 1
- per superfici disperdenti verso il terreno: prospetto 6 UNI TS 11300 – 1
isxVTh QQfHHGGQ 024,0
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
COEFFICIENTE GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE – 2/2 UNI TS 11300 – 1 appendice A
determinazione semplificata della trasmittanza termica dei componenti opachi in edifici esistenti
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
COEFFICIENTE GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE – 2/2 UNI TS 11300 – 1 appendice B
abaco delle strutture murarie utilizzate in Italia in edifici esistenti
92
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MO
DULO
II
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
COEFFICIENTE GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE – 2/2
UNI TS 11300 – 1 appendice C
determinazione semplificata della trasmittanza termica dei componenti trasparenti
Prospetto C.1 Trasmittanza termica vetrate
Prospetto C.2 Trasmittanza termica telai
Prospetto C.3 Trasmittanza termica serramento (accoppiamento vetrata + telaio)
Prospetto C.4 Resistenza addizionale chiusure oscuranti
93
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MO
DULO
II
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
COEFFICIENTE GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO PER VENTILAZIONE
nettoV VnH 34,0 [W/K]
Dove:
n = numero di ricambi d’aria pari a 0,3 Vol/h
Vnetto = volume netto dell’ambiente climatizzato, in assenza di tale informazione si assume pari al 70% del volume lordo
abbiamo osservato che tale assunzione è vera solo quando all’interno dell’ambiente non vi sono unicamente strutture non portanti
isxVTh QQfHHGGQ 024,0
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MO
DULO
II
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
APPORTI SOLARI ATTRAVERSO I COMPONENTI DI INVOLUCRO TRASPARENTE – 1/2
isxVTh QQfHHGGQ 024,0
eesposizioniserrisols SIQ ,,2,0 [kWh]
Dove:
0,2 = coefficiente che tiene conto del fattore solare degli elementi trasparenti e degli ombreggiamenti medi ( solo il 20 % è considerato utile ai fini del riscaldamento)
Isol,i = irradianza totale stagionale (nel periodo di riscaldamento) sul piano verticale, per ciascuna esposizione, UNI 10349
Sserr,i = superficie del serramento, per ciascuna esposizione
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MO
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II
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
APPORTI SOLARI ATTRAVERSO I COMPONENTI DI INVOLUCRO TRASPARENTE – 2/2
gen. feb. mar. apr. mag. giu. lug. ago. sett. ott. nov. dic. tot n. giorni
stagione di riscaldamento
31 28 31 15 0 0 0 0 0 17 30 31 183
superficie energia incidente mese periodo riscaldamento Padova [kWh/(m2 mese)] totale
orizzontale 35,306 55,222 94,722 61,250 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 44,389 41,667 36,167 368,722 totale
S 59,417 73,889 90,417 40,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 56,667 68,333 69,750 458,472 totale SE/SO 47,361 62,222 85,250 44,167 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 48,639 54,167 54,250 396,056 totale E/O 27,556 42,000 68,889 41,667 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 34,000 33,333 30,139 277,583
totale NE/NO 14,639 23,333 43,917 30,833 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 18,417 16,667 16,361 164,167 totale
N 13,778 19,444 31,861 21,667 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 13,694 15,000 12,917 128,361
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
APPORTI GRATUITI INTERNI – 1/2
1000int hA
Q pavi [kWh]
Dove:
int = apporti interni gratuiti, assunto pari a 4 W/m2 per edifici residenziali
h = numero di ore della stagione di riscaldamento
ATENZIONE: nella valutazione della prestazione energetica dell’edificio di tipo standard (richiesta dalla legge), si assume che l’impianto di riscaldamento rimanga in funzione per
24 ore giornaliere dal primo all’ultimo giorno del periodo di riscaldamento
isxVTh QQfHHGGQ 024,0
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
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II
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
APPORTI GRATUITI INTERNI – 2/2
NUMERO DI ORE DELLA STAGIONE DI RISCALDAMENTO
nella valutazione della prestazione energetica dell’edificio di tipo standard (richiesta dalla legge), si assume che l’impianto di riscaldamento rimanga in funzione per 24 ore giornaliere dal primo all’ultimo giorno del periodo di riscaldamento
Caso di Padova:
- numero di giorni del periodo convenzionale di riscaldamento = 183 D.P.R. 74/2013
- numero di ore della stagione di riscaldamento = 183 x 24 = 4.392
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D.M. 26.06.2009 - Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici
MO
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II
2. Il calcolo della prestazione energetica degli edifici esistenti
Allegato 2
RENDIMENTO GLOBALE MEDIO STAGIONALE – CENNI
gndrgeg
Dove:
e = rendimento di emissione, prospetto 17 della UNI TS 11300 – 2
rg = rendimento di regolazione, prospetto 20 della UNI TS 11300 – 2
d = rendimento di distribuzione, prospetti 21 (a, b, c, d, e) della UNI TS 11300 – 2
gn = rendimento di generazione, prospetti 23 (a, b, c, d, e) della UNI TS 11300 – 2
g
pavh AQEPi
/
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili
che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
99
MO
DULO
II
100
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
101
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
105
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
PRESENTAZIONE CASO STUDIO
PARTE 1 dati generali dell’edificio e parametri gestionali richiesti dalla UNI TS 11300;
PARTE 2 descrizione degli elementi strutturali utilizzati nel progetto (componenti trasparenti, opachi verticali e orizzontali e ponti termici);
PARTE 3 individuazione delle zone climatizzate e non climatizzate (zone termiche)
Si analizzeranno diversi livelli di soluzione in funzione della metodologia di calcolo utilizzata
106
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 – IPOTESI A BASE DEL CALCOLO variabile metodologia di calcolo / imputazione dei dati
Tipo di valutazione A2 – valutazione standard (asset rating)
Imputazione delle superfici disperdenti Superfici disperdenti interne al netto dei divisori interni
Imputazione delle trasmittanze termiche delle superfici opache
Imputazione di trasmittanze ricavate dai Prospetti dell’Appendice A della UNI TS 11300 – 1
Imputazione delle trasmittanze termiche di porte e di vetri e telai dei componenti finestrati
Imputazione di trasmittanze note fornite dal produttore
Calcolo dello scambio termico per trasmissione attraverso i ponti termici
Secondo la UNI EN ISO 14683
Calcolo dei fattori di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzati e non climatizzati
Secondo il Prospetto 5 della UNI TS 11300 – 1
Calcolo dello scambio termico verso il terreno
In questo caso non necessario
Calcolo della capacità termica interna Secondo il Prospetto 16 della UNI TS 11300 – 1
107
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 – OBIETTIVO DEL CALCOLO
L’obiettivo è quello di verificare in primo luogo le formule di calcolo elementari previste nel modello della UNI TS 11300 parti 1 e 2. L’imputazione di gran parte delle caratteristiche e dei comportamenti termici dell’edificio attraverso valori da prospetto depura i risultati da scostamenti derivanti da errori nei calcoli svolti in maniera analitica, evidenziando così eventuali criticità sul calcolo di dispersioni e apporti.
108
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 INFORMAZIONI GENERALI
Dati di contesto
Destinazione d’uso prevalente Abitazione ad uso civile
Tipologia E.1 (1)
Numero di appartamenti 1
Numero di piani riscaldati 1
Numero di piani non riscaldati 2 (piano interrato e sottotetto)
Comune Milano
Provincia MI
Zona climatica E
Temperatura esterna di progetto invernale -5 °C
Inizio periodo convenzionale di riscaldamento 15 ottobre
Fine periodo convenzionale di riscaldamento 15 aprile
Numero di giorni di attivazione 183
Numero di ore di attivazione 24 ore/giorno
109
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 INFORMAZIONI GENERALI
Proprietà geometriche e termiche
Descrizione della grandezza U.M. Valore
Superficie utile climatizzata [m2] 143,11
Superficie lorda climatizzata [m2] 164,07
Volume netto climatizzato [m3] 493,72
Volume lordo climatizzato [m3] 689,11
Superficie disperdente interna [m2] 466,65
Superficie disperdente esterna [m2] 562,17
Rapporto S/V [m-1] 0,82
Apporti termici interni totali [W] 438,74
Apporti termici interni per unità di superficie di climatizzazione [W/m2] 3,07
110
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – VETRATA 1/2
- Doppio vetro normale 4-8-4 mm
- Intercapedine riempita con aria
- Emissività = 0,837
111
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – VETRATA 2/2
Si consideri un fattore di trasmittanza di energia solare totale per incidenza normale ggl,n = 0,75
112
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – TELAIO
- Legno duro, spessore 70 mm
113
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – CHIUSURE OSCURANTI 1/2
- Legno
- Spessore 25 mm
- Permeabilità all’aria media
Si consideri un fattore di riduzione degli apporti solari relativo all'utilizzo di schermature mobili Fsh,gl = 0,6
Le chiusure oscuranti non sono presenti nella tipologia di finestre 80 x 80 cm
114
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – CHIUSURE OSCURANTI 2/2
115
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – SCHERMATURE MOBILI
- Tende bianche interne
- Coefficiente di trasmissione ottica pari a 0,5
Le schermature mobili non sono presenti nella tipologia di finestre 80 x 80 cm
116
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Finestra 120 x 160 cm 1/2
117
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Finestra 120 x 160 cm 2/2
Finestra 120 x 160 cm
Descrizione della grandezza U.M. Valore
Larghezza del serramento L [m] 1,20
Altezza del serramento H [m] 1,60
Area del serramento Aw [m2] 1,92
Area della superficie vetrata Ag [m2] 1,50
Area occupata dal telaio Af [m2] 0,42
Rapporto tra area della superficie vetrata e area totale del serramento
Ag/Aw [-] 0,78
Trasmittanza termica del vetro Ug [W/(m2 K)] 3,1
Trasmittanza termica del telaio Uf [W/(m2 K)] 2,1
Lunghezza perimetrale della superficie vetrata Lg [m] 8,00
Trasmittanza termica lineica del giunto tra vetro e telaio g [W/(m K)] 0,06
Resistenza termica addizionale delle chiusure oscuranti R [(m2 K)/W] 0,22
118
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Finestra 80 x 80 cm 1/2
119
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Finestra 80 x 80 cm 2/2
Finestra 80 x 80 cm
Descrizione della grandezza U.M. Valore
Larghezza del serramento L [m] 0,80
Altezza del serramento H [m] 0,80
Area del serramento Aw [m2] 0,64
Area della superficie vetrata Ag [m2] 0,52
Area occupata dal telaio Af [m2] 0,12
Rapporto tra area della superficie vetrata e area totale del serramento
Ag/Aw [-] 0,81
Trasmittanza termica del vetro Ug [W/(m2 K)] 3,1
Trasmittanza termica del telaio Uf [W/(m2 K)] 2,1
Lunghezza perimetrale della superficie vetrata Lg [m] 2,88
Trasmittanza termica lineica del giunto tra vetro e telaio g [W/(m K)] 0,06
Resistenza termica addizionale delle chiusure oscuranti R [(m2 K)/W] -
120
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Finestra 120 x 260 cm 1/2
121
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Finestra 120 x 260 cm 2/2
Finestra 120 x 260 cm
Descrizione della grandezza U.M. Valore
Larghezza del serramento L [m] 1,20
Altezza del serramento H [m] 2,60
Area del serramento Aw [m2] 3,12
Area della superficie vetrata Ag [m2] 2,50
Area occupata dal telaio Af [m2] 0,62
Rapporto tra area della superficie vetrata e area totale del serramento
Ag/Aw [-] 0,80
Trasmittanza termica del vetro Ug [W/(m2 K)] 3,1
Trasmittanza termica del telaio Uf [W/(m2 K)] 2,1
Lunghezza perimetrale della superficie vetrata Lg [m] 12,00
Trasmittanza termica lineica del giunto tra vetro e telaio g [W/(m K)] 0,06
Resistenza termica addizionale delle chiusure oscuranti R [(m2 K)/W] 0,22
122
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI TRASPARENTI – Trasmittanze termiche dei componenti finestrati
Trasmittanze termiche dei componenti finestrati
Tipologia componente finestrato UW [W/(m2 K)]
UW+shut [W/(m2 K)]
UW,corr [W/(m2 K)]
Finestra 120 x 160 3,13 1,85 2,36
Finestra 80 x 80 3,18 3,18 3,18
Finestra 120 x 260 3,18 1,85 2,37
123
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI
Per tutti i componenti opachi confinanti con l’esterno si ipotizza un colore delle superfici esterne medio.
Fattore di assorbimento solare del componente opaco: sol,c = 0,6
124
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Verticali
1. Parete esterna, spessore 33 cm;
2. Cassonetto delle finestre non isolato, spessore 30 cm;
3. Porta d’ingresso, spessore 5 cm.
NOTA:
si è omesso di riportare informazioni sulle caratteristiche dei divisori interni poiché non strettamente necessarie ai fini del calcolo del fabbisogno energetico dell’edificio, essendo il valore di capacità termica imputato direttamente e non calcolato.
125
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Verticali
1. Parete esterna, spessore 33 cm
Dall’interpolazione lineare: U = 1,10 W/(m2 K)
126
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Verticali
2. Cassonetto delle finestre non isolato, spessore 30 cm
127
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Verticali
3. Porta d’ingresso, spessore 5 cm
La porta di ingresso deve essere considerata come una superficie opaca, poiché non vi è la presenza di superfici vetrate. È costituita da legno massello duro.
128
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Verticali
Componenti opachi verticali
Descrizione del componente edilizio s [cm]
U [W/(m2 K)] [-]
Parete esterna 33 1,10 0,9
Cassonetto delle finestre non isolato 30 6,00 0,9
Porta d’ingresso 5 2,23 0,9
129
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Orizzontali
1. Solaio in latero cemento su cantina, spessore 35 cm;
2. Solaio in latero cemento su sottotetto, spessore 40 cm.
NOTA:
si è omesso di riportare informazioni sulle caratteristiche della copertura e del pavimento su terreno della cantina poiché non strettamente necessarie ai fini del calcolo del fabbisogno energetico dell’edificio, essendo il valore di capacità termica imputato direttamente e non calcolato.
130
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Orizzontali
1. Solaio in latero cemento su cantina, spessore 35 cm
131
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Orizzontali
2. Solaio in latero cemento su sottotetto, spessore 40 cm
Dall’interpolazione lineare: U = 1,10 W/(m2 K)
132
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 COMPONENTI OPACHI – Orizzontali
Componenti opachi orizzontali
Descrizione del componente edilizio s [cm]
U [W/(m2 K)] [-]
Solaio su cantina 35 1,15 -
Solaio su sottotetto 40 1,10 -
133
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Assunzioni
a) Laddove vi sia una parete interna che si congiunge con le pareti perimetrali esterne in corrispondenza di un pilastro, si trascuri il contributo del ponte termico dovuto alla giunzione tra parete interna e pareti esterne e si consideri solamente il ponte termico dovuto all’interruzione di continuità per la presenza del pilastro;
b) Nel caso in cui vi sia, invece, un pilastro d’angolo, si consideri sia il contributo dovuto all’interruzione di continuità nella parete, sia quello relativo all’interruzione di forma.
134
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Giunzioni dovute a solai interpiano – IF4
135
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Interruzione di continuità delle pareti perimetrali dovute a pilastri – P4
136
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Interruzione di forma dovute ad angoli – C4
137
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Interruzione di forma dovute ad angoli – C8
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Giunzioni tra pareti interne e pareti perimetrali – IW4
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Giunzioni tra pareti perimetrali e serramenti (aperture di porte e finestre) – W4
140
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 PONTI TERMICI DI PROGETTO
Ponti termici di progetto
Descrizione del ponte termico Codice EN ISO 14683
i [W/(m K)]
Giunzioni dovute a solai interpiano IF4 0,80
Interruzioni di continuità delle pareti perimetrali dovuta a pilastri P4 0,90
Interruzione di forma dovuta ad angoli C4 0,10
Interruzione di forma dovuta ad angoli C8 -0,10
Giunzioni tra pareti interne e pareti perimetrali IW4 0,20
Giunzioni tra pareti e serramenti (aperture di porte e finestre) W4 0,15
NOTA:
La scelta della tipologia dei ponti termici, come del resto le modalità di imputazione, è affidata al progettista o al certificatore e potrebbe, pertanto, non essere univoca.
141
CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE
Zone termiche
Descrizione della zona termica Tipologia Codice Piano/livello
Appartamento al piano terra Climatizzata C1 T
Cantina Non climatizzata U1 -1
sottotetto Non climatizzata U2 1
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Per zona climatizzata si intende uno spazio dotato di impianto di riscaldamento o raffrescamento costituito da ambienti (o locali) caratterizzati da stessi profili di utilizzo e temperature di regolazione.
L’involucro della zona termica è costituito da componenti edilizi con le seguenti caratteristiche costruttive generali:
- Intonaci di gesso;
- Isolamento assente;
- Pareti esterne leggere;
- Pavimenti in piastrelle.
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Capacità termica per unità di superficie di involucro
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Superfici disperdenti trasparenti
Descrizione componente Confine Orientamento Quantità Superficie [m2]
Finestra 120 x 160 Esterno SO 3 5,76
Finestra 120 x 160 Esterno SE 2 3,84
Finestra 120 x 160 Esterno NE 1 1,92
Finestra 120 x 160* Esterno NE 1 1,92
Finestra 80 x 80 Esterno NE 2 1,28
Finestre 120 x 260 Esterno NE 1 3,12
* Componente ombreggiato dall’angolo dell’abitazione (aggetto verticale)
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Dati necessari per il calcolo dei fattori di ombreggiamento sulla «Finestra 120 x 160» da effettuarsi per interpolazione lineare dei valori dei Prospetti dell’Appendice D della UNI TS 11300 – 1.
Ombreggiamento su «finestra 120 x 160»
Esposizione NE
Elemento ombreggiante Tratto di parete esterna a NO
Angolo d’ombra 63,6°
63,6
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Latitudine (Milano): 45 28'38"28 N
Angolo: 63,6
Esempio calcolo ombreggiamento mese di Gennaio
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Superfici disperdenti opache
Descrizione componente Confine Orientamento Quantità Superficie [m2]
Cassonetti Esterno SO 3 1,08
Cassonetti Esterno SE 2 0,72
Cassonetti Esterno NE 3 1,08
Porta d’ingresso Esterno SO 1 3,64
Parete esterna spessore 33 cm Esterno SO - 48,55
Parete esterna spessore 33 cm Esterno SE - 27,08
Parete esterna spessore 33 cm Esterno NE - 33,49
Parete esterna spessore 33 cm * Esterno NE - 15,77
Parete esterna spessore 33 cm Esterno NO - 21,98
Parete esterna spessore 33 cm * Esterno NO - 9,21
* Componente ombreggiato
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
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SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Ombreggiamento su parete esterna NO
Esposizione NO
Elemento ombreggiante
Tratto di parete esterna a NE
Angolo d’ombra 73,4°
50
Ombreggiamento su parete esterna NE
Esposizione NE
Elemento ombreggiante
Tratto di parete esterna a NO
Angolo d’ombra 50°
73,4
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
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SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Superfici disperdenti opache confinanti con altri ambienti o con il terreno
Descrizione componente Confine Orientamento Quantità Superficie [m2]
Solaio su cantina Cantina (U1) - - 143,11
Solaio su sottotetto Sottotetto (U2) - - 143,11
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zona climatizzata
Ponti termici
Codice EN ISO 14683
Ambiente confinante
Lunghezza puntuale
[m]
Quantità Lunghezza totale
[m]
i da utilizzare [W/(m K)]
IF4 Esterno - - 52,30 0,40
IF4 Esterno - - 52,30 0,40
C4 Esterno 3,45 5 17,25 0,10
C8 Esterno 3,45 1 3,45 -0,10
IW4 Esterno 3,45 3 10,35 0,20
P4 Esterno 3,45 10 34,50 0,90
W4 Esterno - - 54,88 0,15
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zone non climatizzate
Per zona non climatizzata si intende uno spazio non dotato di impianto di riscaldamento o raffrescamento.
L’imputazione dei fattori di correzione degli scambi termici (btr,x) viene effettuata secondo il Prospetto 5 della UNI TS 11300 – 1.
Non si considerano nel calcolo gli effetti di apporti termici solari e interni relativi agli ambienti non climatizzati, in quanto il calcolo del btr,x non viene eseguito in maniera analitica.
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 ZONE TERMICHE – Zone non climatizzate
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 RISULTATI DI CALCOLO
Fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale dell’edificio
Coefficienti di scambio termico per trasmissione
Coefficienti di scambio termico per trasmissione
Elemento disperdente Coefficienti di scambio termico per trasmissione [W/K]
HD Hg HU HA Htr,adj
Componenti trasparenti 43,24 - - - 43,24
Componenti opachi su esterno 197,08 - - - 197,08
Componenti opachi su zone non climatizzate - - 223,96 - 223,96
Ponti termici 84,57 - - - 84,57
TOTALI 324,89 - 223,96 - 548,85
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 RISULTATI DI CALCOLO
Fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale dell’edificio
Coefficienti di scambio termico per ventilazione
Coefficienti di scambio termico per ventilazione
Descrizione grandezza U.M. Valore
Volume netto climatizzato m3 493,72
Portata d’aria per ventilazione m3/h 148,12
Coefficiente di scambio termico per ventilazione Hve,adj W/K 49,37
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 RISULTATI DI CALCOLO
Fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale dell’edificio
Capacità termica interna
La capacità termica della zona climatizzata è calcolata come prodotto tra la capacità termica interna per unità di superficie dell’involucro (115 kJ/(m2 K)) e la superficie interna disperdente di quest’ultimo (466,65 m2).
C = 115 x 466,65 = 53665 kJ/K
Dispersioni termiche per trasmissione verso la volta celeste
Fr = 240 W
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
DULO
II
3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1 RISULTATI DI CALCOLO
Fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale dell’edificio
Scambi termici nel periodo invernale
Scambi termici nel periodo invernale
grandezza GEN FEB MAR APR OTT NOV DIC totale
t [Ms] 2,68 2,42 2,68 1,30 1,47 2,59 2,68 15,81
e [°C] 1,7 4,2 9,2 12,8 12,5 7,9 3,1 -
QH,tr [MJ] 27545 21560 16520 5433 6419 17836 25487 120800
QH,ve [MJ] 2420 1887 1428 461 546 1548 2235 10525
QH,int [MJ] 1175 1061 1175 569 644 1137 1175 6937
QH,sol [MJ] 1270 1805 2987 1729 1154 1397 1129 11472
H 0,08 0,12 0,23 0,39 0,23 0,13 0,08 -
H,gh 1,00 1,00 0,98 0,95 0,98 1,00 1,00 -
QH [MJ] 27523 20590 13851 3714 5203 16860 25420 113161
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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II
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SOLUZIONE 2 – IPOTESI A BASE DEL CALCOLO variabile metodologia di calcolo / imputazione dei dati
Tipo di valutazione A2 – valutazione standard (asset rating)
Imputazione delle superfici disperdenti Superfici disperdenti interne al netto dei divisori interni
Imputazione delle trasmittanze termiche delle superfici opache
Calcolo delle trasmittanze termiche a partire da stratigrafia secondo la UNI EN ISO 6946
Imputazione delle trasmittanze termiche di porte e di vetri e telai dei componenti finestrati
Imputazione di trasmittanze note fornite dal produttore
Calcolo dello scambio termico per trasmissione attraverso i ponti termici Secondo la UNI EN ISO 14683
Calcolo dei fattori di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzati e non climatizzati
Secondo la Formula 19 della UNI TS 11300 – 1
Calcolo dello scambio termico verso il terreno Secondo la UNI EN ISO 13370
Calcolo della capacità termica interna Secondo la UNI EN ISO 13786
1
3
2
2
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 2 – OBIETTIVO DEL CALCOLO
In questa soluzione è necessario ricavare analiticamente i coefficienti di correzione dello scambio termico verso ambienti non climatizzati attraverso il calcolo delle dispersioni di questi ultimi. Nel caso della cantina occorre inoltre tenere in considerazione lo scambio attraverso il terreno, ricavando le trasmittanze termiche equivalenti degli elementi disperdenti contro terra. Inoltre viene calcolata analiticamente la capacità termica interna.
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
MO
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 2 – OBIETTIVO DEL CALCOLO
Calcolo delle trasmittanze termiche a partire da stratigrafia secondo la UNI EN ISO 6946 1
Componenti opachi
Descrizione del componente edilizio U [W/(m2 K)]
Soluzione 1 Soluzione 2 Parete esterna 1,10 0,29
Parete interna - 1,48
Cassonetto delle finestre non isolato 6,00 6,00
Porta d’ingresso 2,23 2,23
Porta di accesso alla cantina (zona non climatizzata) - 2,23
Porte interne dell’appartamento - 2,23
Pavimento su terreno - 0,30
Parete contro terra - 0,30
Solaio verso cantina - 0,31
Solaio verso sottotetto - 0,27
Copertura su esterno - 0,24
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1
2 Il calcolo dei fattori di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzati e non climatizzati viene eseguito Secondo la Formula 19 della UNI TS 11300 – 1.
Fattori di correzione dello scambio termico
Descrizione del componente edilizio btr,i
Soluzione 1 Soluzione 2
U1 – Cantina 0,50 0,79
U2 - Sottotetto 0,90 0,66
Dispersioni termiche per trasmissione verso la volta celeste
Fr [W]
Soluzione 1 Soluzione 2
240 105
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 1
3 Calcolo della capacità termica interna secondo la UNI EN ISO 13786
Capacità termica interna
C [kJ/K]
Soluzione 1 Soluzione 2
53665 31118
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 2 RISULTATI DI CALCOLO
Fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale dell’edificio
Coefficienti di scambio termico per trasmissione
Coefficienti di scambio termico per trasmissione
Elemento disperdente Coefficienti di scambio termico per trasmissione [W/K]
HD Hg HU HA Htr,adj
Componenti trasparenti 43,24 - - - 43,24
Componenti opachi su esterno 56,69 - - - 56,69
Componenti opachi su zone non climatizzate - - 60,21 - 60,21
Ponti termici 123,21 - - - 123,21
TOTALI 223,13 - 60,21 - 283,34
SOLUZIONE 1: Htr,adj = 548,85 W/K
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CASO STUDIO – EDIFICIO 1E
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3. Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione. Esempi pratici di calcolo di Prestazione energetica
SOLUZIONE 2 RISULTATI DI CALCOLO
Fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale dell’edificio
Scambi termici nel periodo invernale
Scambi termici nel periodo invernale
grandezza GEN FEB MAR APR OTT NOV DIC totale t [Ms] 2,68 2,42 2,68 1,30 1,47 2,59 2,68 15,81
e [°C] 1,7 4,2 9,2 12,8 12,5 7,9 3,1 -
QH,tr [MJ] 14169 11084 8477 2780 3286 9159 13107 62062
QH,ve [MJ] 2420 1887 1428 461 546 1548 2235 10525
QH,int [MJ] 1175 1061 1175 569 644 1137 1175 6937
QH,sol [MJ] 954 1369 2315 1365 883 1047 842 8773
H 0,13 0,19 0,35 0,60 0,40 0,20 0,13 -
H,gh 1,00 0,99 0,96 0,89 0,95 0,99 1,00 -
QH [MJ] 14467 10562 6549 1529 2381 8545 13332 57356
SOLUZIONE 1: QH = 113161 MJ
Grazie per l’attenzione
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PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
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