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Corso di Fisica tecnica e ambientale – a.a. 2011/2012 - Docente: Prof. Carlo Isetti CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento: aspetti climatici ed energetici 1 CAPITOLO 6 IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED ENERGETICI 6.1 GENERALITÀ In generale, progettare un impianto di riscaldamento (o di condizionamento dell’aria) significa proporzionare i suoi componenti per controllare la temperatura interna desiderata (e umidità relativa, nel caso di condizionamento) in corrispondenza a condizioni climatiche esterne significative. In taluni casi le condizioni climatiche esterne da assumersi per il dimensionamento degli impianti saranno prescritte da leggi. Come si ricorderà, gli impianti centralizzati devono prevedere dispositivi di regolazione per adeguare la potenzialità termica dell’impianto alle effettive condizioni climatiche esterne mediamente meno gravose di quelle assunte a base del progetto. Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e dati climatici sulle temperature esterne, apporti solari, velocità del vento, mentre nel caso di condizionamento dell’aria avremo necessità anche di dati relativi all'umidità dell'aria esterna. L'analisi di questi dati richiede indagini di tipo statistico. In generale, l'importanza della componente stocastica è tanto più grande quanto più è breve il periodo su cui si valuta un grandezza meteorologica. Ad esempio, in un determinato luogo il valore medio giornaliero della temperatura dell'aria può deviare considerevolmente dai valori tipici stagionali (ricavati dalle serie storiche dei valori della temperatura), mentre il valore medio mensile della stessa grandezza presenterà una deviazione minore. Sul piano pratico è opportuno distinguere tra dati climatici per la progettazione degli impianti di riscaldamento e quelli per gli impianti di climatizzazione estiva di cui si parlerà in seguito.

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Page 1: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

1

CAPITOLO 6 IMPIANTI DI RISCALDAMENTO ASPETTI CLIMATICI ED ENERGETICI

61 GENERALITAgrave

In generale progettare un impianto di riscaldamento (o di condizionamento

dellrsquoaria) significa proporzionare i suoi componenti per controllare la temperatura interna

desiderata (e umiditagrave relativa nel caso di condizionamento) in corrispondenza a condizioni

climatiche esterne significative In taluni casi le condizioni climatiche esterne da assumersi

per il dimensionamento degli impianti saranno prescritte da leggi

Come si ricorderagrave gli impianti centralizzati devono prevedere dispositivi di regolazione per

adeguare la potenzialitagrave termica dellrsquoimpianto alle effettive condizioni climatiche esterne

mediamente meno gravose di quelle assunte a base del progetto

Con riferimento agli impianti di riscaldamento egrave necessario prendere le mosse per

le diverse localitagrave da informazioni e dati climatici sulle temperature esterne apporti solari

velocitagrave del vento mentre nel caso di condizionamento dellrsquoaria avremo necessitagrave anche di

dati relativi allumiditagrave dellaria esterna

Lanalisi di questi dati richiede indagini di tipo statistico In generale limportanza

della componente stocastica egrave tanto piugrave grande quanto piugrave egrave breve il periodo su cui si valuta

un grandezza meteorologica

Ad esempio in un determinato luogo il valore medio giornaliero della temperatura dellaria

puograve deviare considerevolmente dai valori tipici stagionali (ricavati dalle serie storiche dei

valori della temperatura) mentre il valore medio mensile della stessa grandezza presenteragrave

una deviazione minore

Sul piano pratico egrave opportuno distinguere tra dati climatici per la progettazione degli

impianti di riscaldamento e quelli per gli impianti di climatizzazione estiva di cui si

parleragrave in seguito

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

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62 PARAMETRI CLIMATICI PER IL RISCALDAMENTO

Le grandezze che interessano particolarmente la progettazione la verifica del

perimetro e il dimensionamento degli impianti di riscaldamento sono

N ntoriscaldame di giorni di numero

GG giorno-gradi di numero

t progetto di esterna atemperatur e

Temperatura esterna di progetto te

Per abitazioni residenziali salvo casi particolari la temperatura interna ta egrave fissata

per legge a 20 [degC] Anche la temperatura minima esterna stagionale te o temperatura

esterna di progetto per le diverse localitagrave egrave stabilita per legge (legge ndeg 10 del 1991 e del

Regolamento dapplicazione n 412 del 1993 tabella seguente)

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Per definire correttamente la te vengono adottati criteri sia di tipo statistico (probabilitagrave

che si verifichi un certo valore di temperatura esterna) che di tipo fisico-statistico che

tengono conto anche del comportamento termico delledificio Egrave noto infatti che ad

abbassamenti di temperatura anche rilevanti ma di breve durata ledificio fa fronte con la

propria capacitagrave termica Pertanto riferirsi a minimi di temperatura porterebbe a

sovradimensionamenti eccessivi La differenza (ta ndashte) egrave detta escursione termica massima e

determina la potenzialitagrave dellimpianto Ad esempio se un edificio a Genova (escursione

termica massima ta ndashte = 20 [degC]) richiede un generatore di calore di potenzialitagrave P [W] lo

stesso edificio in alta montagna (ove ta ndashte = 40 [degC]) richiede un generatore di potenza 2P

[W]

Gradi-giorno GG e numero giorni di riscaldamento N

Il grado-giorno costituisce assieme alla te un importante parametro climatico per

la progettazione edilizia Infatti la legislazione nazionale sul risparmio energetico utilizza il

grado-giorno come elemento fondamentale per

classificare il territorio in zone climatiche

definire i requisiti minimi di efficienza energetica richiesti per nuovi

edificiristrutturazioni

determinare il periodo convenzionale drsquoaccensione degli impianti di riscaldamento

centralizzati

Per valutare tale parametro si segue la seguente procedura

1) si prendono in considerazione i valori della temperatura media giornaliera della

localitagrave misurati per un adeguato numero di anni

2) partendo dallrsquoautunno si identifica con lrsquoindice j = 1 il primo giorno in cui la

temperatura media giornaliera risulti minore di 12 [degC]

3) si registra la temperatura media giornaliera di questo giorno come te1

4) si identifica con il valore j = N il primo giorno primaverile in cui risulti ancora

verificata la condizione teN lt12 [degC]

Il numero N rappresenta il numero di giorni in cui egrave possibile per legge lrsquoaccensione degli

impianti di riscaldamento centralizzati

Il numero GG di gradi-giorno della localitagrave si valuta come

Nj

1jej

Nj

1jeja )t20(1)tt(GG

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Ad esempio per Genova risulta N = 166 (dal 1deg Novembre al 15 Aprile) e GG = 1435 Con

riferimento alla figura seguente si puograve notare come il numero di gradi-giorno sia stato

ottenuto sommando - a partire dalle date convenzionali dinizio (I) e di fine (F) del

riscaldamento (e quindi per j = 1 fino a j = N) - le differenze di temperature giornaliere (ta ndash

tej)

Si puograve anche scrivere

GG =N(ta- tem)

ove tem = temperatura media stagionale della localitagrave

Lrsquoutilizzo del concetto di gradi-giorno per attuare una classificazione climatica del territorio egrave

giustificato dal fatto che almeno in prima approssimazione lrsquoenergia termica dispersa da un

edificio nellrsquoarco della stagione invernale risulta proporzionale al numero dei gradi-giorno

GG In prima approssimazione infatti ipotizzando condizioni di regime termico stazionario

il flusso termico disperso dallrsquoedificio egrave esprimibile

= ve + tr

ove

ve = potenza termica dispersa per ventilazione [W]

tr = potenza termica dispersa per trasmissione attraverso linvolucro edilizio [W]

I termini ve e tr possono a loro volta essere espressi nella forma

ve = Hve middot (ta - te)

tr = Htr middot (ta - te)

Hve e Htr assumono il significato di coefficienti di dispersione termica rispettivamente di

ventilazione e di trasmissione termica delledificio Le dimensioni di Hve e Htr sono [WK]

e pertanto ciascun coefficiente rappresenta il relativo disperdimento dellrsquoedificio per unitagrave

di differenza di temperatura

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Durante il giorno j (e cioegrave durante un intervallo di tempo = 360024 = 86400 [s])

viene dispersa a causa della differenza di temperatura (ta-tej) unrsquoenergia termica jQ

86400ttHHQ ejatrvejj )()( [J]

La totale quantitagrave drsquoenergia dispersa nellrsquointera stagione di riscaldamento (N giorni) egrave

GG86400HHtt86400HHQQ trve

NJ

1jejatrve

NJ

1jj

)()()(

ossia proporzionale al numero dei gradi-giorno GG della localitagrave

Egrave opportuno non confondere il significato dei gradi-giorno con la temperatura esterna

di progetto per la quale si progetta limpianto Infatti come egrave giagrave stato precisato il concetto

dei gradi-giorno egrave utilizzato per classificare le condizioni climatiche esterne delle varie

localitagrave ed egrave significativo nei riguardi dellrsquoordine di grandezza dei consumi di energia

termica per il riscaldamento mentre la temperatura esterna di progetto concorre a

determinare la potenzialitagrave di un impianto termico

Si consideri ad esempio il caso di due localitagrave X e Y a pari temperatura esterna di

progetto e che X abbia GG = 2000 mentre Y GG = 1000 Ciograve significa che due edifici

identici ed ugualmente gestiti siti uno a X ed uno a Y richiedono una centrale termica con

la stessa potenza termica installata ma nellarco di molte stagioni invernali limpianto al

servizio delledificio di X consuma circa una quantitagrave doppia di combustibile di quella

consumata dallimpianto delledificio di Y

Pertanto il territorio nazionale viene suddiviso nelle seguenti sei fasce climatiche in funzione

dei gradi giorno associandone il periodo di funzionamento dellrsquoimpianto di riscaldamento

noncheacute il numero di ore giornaliere

ZONA CLIM GRADI GIORNO ORE DI FUNZ PERIODO DI FUNZ A Fino a 600 6 dal 112 al 153

B 601 ndash 900 8 dal 112 al 313

C 901 ndash 1400 10 dal 1511 al 313

D 1401 ndash 2100 12 dal 111 al 154

E 2101- 3000 14 dal 1510 al 154

F Oltre 3000 nessuna limitazione

Gli edifici sono poi classificati in differenti categorie in base alla loro destinazione duso come

precisato nella seguente tabella

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I valori massimi della temperatura ambiente nel periodo di funzionamento

dellimpianto di climatizzazione invernale sono posti pari a 18 [degC] per gli edifici di categoria

E8 e a 20 [degC] per tutte le altre categorie su entrambi i valori egrave ammessa una tolleranza di +1

[degC] Deroghe particolari possono essere concesse dalle autoritagrave comunali per le categorie E3

(ospedali) e E6 (piscine)

Per quanto attiene alla regolazione negli impianti termici centralizzati adibiti al

riscaldamento per una pluralitagrave di utenze aventi potenza nominale del generatore superiore a

35 [kW] egrave prescritta ladozione di una termoregolazione asservita ad un sensore (sonda) di

temperatura esterna inoltre negli impianti nuovi deve essere possibile la contabilizzazione

del calore e la regolazione della temperatura interna di ogni unitagrave immobiliare

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63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

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Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 2: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

2

62 PARAMETRI CLIMATICI PER IL RISCALDAMENTO

Le grandezze che interessano particolarmente la progettazione la verifica del

perimetro e il dimensionamento degli impianti di riscaldamento sono

N ntoriscaldame di giorni di numero

GG giorno-gradi di numero

t progetto di esterna atemperatur e

Temperatura esterna di progetto te

Per abitazioni residenziali salvo casi particolari la temperatura interna ta egrave fissata

per legge a 20 [degC] Anche la temperatura minima esterna stagionale te o temperatura

esterna di progetto per le diverse localitagrave egrave stabilita per legge (legge ndeg 10 del 1991 e del

Regolamento dapplicazione n 412 del 1993 tabella seguente)

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

3

Per definire correttamente la te vengono adottati criteri sia di tipo statistico (probabilitagrave

che si verifichi un certo valore di temperatura esterna) che di tipo fisico-statistico che

tengono conto anche del comportamento termico delledificio Egrave noto infatti che ad

abbassamenti di temperatura anche rilevanti ma di breve durata ledificio fa fronte con la

propria capacitagrave termica Pertanto riferirsi a minimi di temperatura porterebbe a

sovradimensionamenti eccessivi La differenza (ta ndashte) egrave detta escursione termica massima e

determina la potenzialitagrave dellimpianto Ad esempio se un edificio a Genova (escursione

termica massima ta ndashte = 20 [degC]) richiede un generatore di calore di potenzialitagrave P [W] lo

stesso edificio in alta montagna (ove ta ndashte = 40 [degC]) richiede un generatore di potenza 2P

[W]

Gradi-giorno GG e numero giorni di riscaldamento N

Il grado-giorno costituisce assieme alla te un importante parametro climatico per

la progettazione edilizia Infatti la legislazione nazionale sul risparmio energetico utilizza il

grado-giorno come elemento fondamentale per

classificare il territorio in zone climatiche

definire i requisiti minimi di efficienza energetica richiesti per nuovi

edificiristrutturazioni

determinare il periodo convenzionale drsquoaccensione degli impianti di riscaldamento

centralizzati

Per valutare tale parametro si segue la seguente procedura

1) si prendono in considerazione i valori della temperatura media giornaliera della

localitagrave misurati per un adeguato numero di anni

2) partendo dallrsquoautunno si identifica con lrsquoindice j = 1 il primo giorno in cui la

temperatura media giornaliera risulti minore di 12 [degC]

3) si registra la temperatura media giornaliera di questo giorno come te1

4) si identifica con il valore j = N il primo giorno primaverile in cui risulti ancora

verificata la condizione teN lt12 [degC]

Il numero N rappresenta il numero di giorni in cui egrave possibile per legge lrsquoaccensione degli

impianti di riscaldamento centralizzati

Il numero GG di gradi-giorno della localitagrave si valuta come

Nj

1jej

Nj

1jeja )t20(1)tt(GG

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

4

Ad esempio per Genova risulta N = 166 (dal 1deg Novembre al 15 Aprile) e GG = 1435 Con

riferimento alla figura seguente si puograve notare come il numero di gradi-giorno sia stato

ottenuto sommando - a partire dalle date convenzionali dinizio (I) e di fine (F) del

riscaldamento (e quindi per j = 1 fino a j = N) - le differenze di temperature giornaliere (ta ndash

tej)

Si puograve anche scrivere

GG =N(ta- tem)

ove tem = temperatura media stagionale della localitagrave

Lrsquoutilizzo del concetto di gradi-giorno per attuare una classificazione climatica del territorio egrave

giustificato dal fatto che almeno in prima approssimazione lrsquoenergia termica dispersa da un

edificio nellrsquoarco della stagione invernale risulta proporzionale al numero dei gradi-giorno

GG In prima approssimazione infatti ipotizzando condizioni di regime termico stazionario

il flusso termico disperso dallrsquoedificio egrave esprimibile

= ve + tr

ove

ve = potenza termica dispersa per ventilazione [W]

tr = potenza termica dispersa per trasmissione attraverso linvolucro edilizio [W]

I termini ve e tr possono a loro volta essere espressi nella forma

ve = Hve middot (ta - te)

tr = Htr middot (ta - te)

Hve e Htr assumono il significato di coefficienti di dispersione termica rispettivamente di

ventilazione e di trasmissione termica delledificio Le dimensioni di Hve e Htr sono [WK]

e pertanto ciascun coefficiente rappresenta il relativo disperdimento dellrsquoedificio per unitagrave

di differenza di temperatura

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

5

Durante il giorno j (e cioegrave durante un intervallo di tempo = 360024 = 86400 [s])

viene dispersa a causa della differenza di temperatura (ta-tej) unrsquoenergia termica jQ

86400ttHHQ ejatrvejj )()( [J]

La totale quantitagrave drsquoenergia dispersa nellrsquointera stagione di riscaldamento (N giorni) egrave

GG86400HHtt86400HHQQ trve

NJ

1jejatrve

NJ

1jj

)()()(

ossia proporzionale al numero dei gradi-giorno GG della localitagrave

Egrave opportuno non confondere il significato dei gradi-giorno con la temperatura esterna

di progetto per la quale si progetta limpianto Infatti come egrave giagrave stato precisato il concetto

dei gradi-giorno egrave utilizzato per classificare le condizioni climatiche esterne delle varie

localitagrave ed egrave significativo nei riguardi dellrsquoordine di grandezza dei consumi di energia

termica per il riscaldamento mentre la temperatura esterna di progetto concorre a

determinare la potenzialitagrave di un impianto termico

Si consideri ad esempio il caso di due localitagrave X e Y a pari temperatura esterna di

progetto e che X abbia GG = 2000 mentre Y GG = 1000 Ciograve significa che due edifici

identici ed ugualmente gestiti siti uno a X ed uno a Y richiedono una centrale termica con

la stessa potenza termica installata ma nellarco di molte stagioni invernali limpianto al

servizio delledificio di X consuma circa una quantitagrave doppia di combustibile di quella

consumata dallimpianto delledificio di Y

Pertanto il territorio nazionale viene suddiviso nelle seguenti sei fasce climatiche in funzione

dei gradi giorno associandone il periodo di funzionamento dellrsquoimpianto di riscaldamento

noncheacute il numero di ore giornaliere

ZONA CLIM GRADI GIORNO ORE DI FUNZ PERIODO DI FUNZ A Fino a 600 6 dal 112 al 153

B 601 ndash 900 8 dal 112 al 313

C 901 ndash 1400 10 dal 1511 al 313

D 1401 ndash 2100 12 dal 111 al 154

E 2101- 3000 14 dal 1510 al 154

F Oltre 3000 nessuna limitazione

Gli edifici sono poi classificati in differenti categorie in base alla loro destinazione duso come

precisato nella seguente tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

6

I valori massimi della temperatura ambiente nel periodo di funzionamento

dellimpianto di climatizzazione invernale sono posti pari a 18 [degC] per gli edifici di categoria

E8 e a 20 [degC] per tutte le altre categorie su entrambi i valori egrave ammessa una tolleranza di +1

[degC] Deroghe particolari possono essere concesse dalle autoritagrave comunali per le categorie E3

(ospedali) e E6 (piscine)

Per quanto attiene alla regolazione negli impianti termici centralizzati adibiti al

riscaldamento per una pluralitagrave di utenze aventi potenza nominale del generatore superiore a

35 [kW] egrave prescritta ladozione di una termoregolazione asservita ad un sensore (sonda) di

temperatura esterna inoltre negli impianti nuovi deve essere possibile la contabilizzazione

del calore e la regolazione della temperatura interna di ogni unitagrave immobiliare

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

7

63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 3: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

3

Per definire correttamente la te vengono adottati criteri sia di tipo statistico (probabilitagrave

che si verifichi un certo valore di temperatura esterna) che di tipo fisico-statistico che

tengono conto anche del comportamento termico delledificio Egrave noto infatti che ad

abbassamenti di temperatura anche rilevanti ma di breve durata ledificio fa fronte con la

propria capacitagrave termica Pertanto riferirsi a minimi di temperatura porterebbe a

sovradimensionamenti eccessivi La differenza (ta ndashte) egrave detta escursione termica massima e

determina la potenzialitagrave dellimpianto Ad esempio se un edificio a Genova (escursione

termica massima ta ndashte = 20 [degC]) richiede un generatore di calore di potenzialitagrave P [W] lo

stesso edificio in alta montagna (ove ta ndashte = 40 [degC]) richiede un generatore di potenza 2P

[W]

Gradi-giorno GG e numero giorni di riscaldamento N

Il grado-giorno costituisce assieme alla te un importante parametro climatico per

la progettazione edilizia Infatti la legislazione nazionale sul risparmio energetico utilizza il

grado-giorno come elemento fondamentale per

classificare il territorio in zone climatiche

definire i requisiti minimi di efficienza energetica richiesti per nuovi

edificiristrutturazioni

determinare il periodo convenzionale drsquoaccensione degli impianti di riscaldamento

centralizzati

Per valutare tale parametro si segue la seguente procedura

1) si prendono in considerazione i valori della temperatura media giornaliera della

localitagrave misurati per un adeguato numero di anni

2) partendo dallrsquoautunno si identifica con lrsquoindice j = 1 il primo giorno in cui la

temperatura media giornaliera risulti minore di 12 [degC]

3) si registra la temperatura media giornaliera di questo giorno come te1

4) si identifica con il valore j = N il primo giorno primaverile in cui risulti ancora

verificata la condizione teN lt12 [degC]

Il numero N rappresenta il numero di giorni in cui egrave possibile per legge lrsquoaccensione degli

impianti di riscaldamento centralizzati

Il numero GG di gradi-giorno della localitagrave si valuta come

Nj

1jej

Nj

1jeja )t20(1)tt(GG

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

4

Ad esempio per Genova risulta N = 166 (dal 1deg Novembre al 15 Aprile) e GG = 1435 Con

riferimento alla figura seguente si puograve notare come il numero di gradi-giorno sia stato

ottenuto sommando - a partire dalle date convenzionali dinizio (I) e di fine (F) del

riscaldamento (e quindi per j = 1 fino a j = N) - le differenze di temperature giornaliere (ta ndash

tej)

Si puograve anche scrivere

GG =N(ta- tem)

ove tem = temperatura media stagionale della localitagrave

Lrsquoutilizzo del concetto di gradi-giorno per attuare una classificazione climatica del territorio egrave

giustificato dal fatto che almeno in prima approssimazione lrsquoenergia termica dispersa da un

edificio nellrsquoarco della stagione invernale risulta proporzionale al numero dei gradi-giorno

GG In prima approssimazione infatti ipotizzando condizioni di regime termico stazionario

il flusso termico disperso dallrsquoedificio egrave esprimibile

= ve + tr

ove

ve = potenza termica dispersa per ventilazione [W]

tr = potenza termica dispersa per trasmissione attraverso linvolucro edilizio [W]

I termini ve e tr possono a loro volta essere espressi nella forma

ve = Hve middot (ta - te)

tr = Htr middot (ta - te)

Hve e Htr assumono il significato di coefficienti di dispersione termica rispettivamente di

ventilazione e di trasmissione termica delledificio Le dimensioni di Hve e Htr sono [WK]

e pertanto ciascun coefficiente rappresenta il relativo disperdimento dellrsquoedificio per unitagrave

di differenza di temperatura

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

5

Durante il giorno j (e cioegrave durante un intervallo di tempo = 360024 = 86400 [s])

viene dispersa a causa della differenza di temperatura (ta-tej) unrsquoenergia termica jQ

86400ttHHQ ejatrvejj )()( [J]

La totale quantitagrave drsquoenergia dispersa nellrsquointera stagione di riscaldamento (N giorni) egrave

GG86400HHtt86400HHQQ trve

NJ

1jejatrve

NJ

1jj

)()()(

ossia proporzionale al numero dei gradi-giorno GG della localitagrave

Egrave opportuno non confondere il significato dei gradi-giorno con la temperatura esterna

di progetto per la quale si progetta limpianto Infatti come egrave giagrave stato precisato il concetto

dei gradi-giorno egrave utilizzato per classificare le condizioni climatiche esterne delle varie

localitagrave ed egrave significativo nei riguardi dellrsquoordine di grandezza dei consumi di energia

termica per il riscaldamento mentre la temperatura esterna di progetto concorre a

determinare la potenzialitagrave di un impianto termico

Si consideri ad esempio il caso di due localitagrave X e Y a pari temperatura esterna di

progetto e che X abbia GG = 2000 mentre Y GG = 1000 Ciograve significa che due edifici

identici ed ugualmente gestiti siti uno a X ed uno a Y richiedono una centrale termica con

la stessa potenza termica installata ma nellarco di molte stagioni invernali limpianto al

servizio delledificio di X consuma circa una quantitagrave doppia di combustibile di quella

consumata dallimpianto delledificio di Y

Pertanto il territorio nazionale viene suddiviso nelle seguenti sei fasce climatiche in funzione

dei gradi giorno associandone il periodo di funzionamento dellrsquoimpianto di riscaldamento

noncheacute il numero di ore giornaliere

ZONA CLIM GRADI GIORNO ORE DI FUNZ PERIODO DI FUNZ A Fino a 600 6 dal 112 al 153

B 601 ndash 900 8 dal 112 al 313

C 901 ndash 1400 10 dal 1511 al 313

D 1401 ndash 2100 12 dal 111 al 154

E 2101- 3000 14 dal 1510 al 154

F Oltre 3000 nessuna limitazione

Gli edifici sono poi classificati in differenti categorie in base alla loro destinazione duso come

precisato nella seguente tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

6

I valori massimi della temperatura ambiente nel periodo di funzionamento

dellimpianto di climatizzazione invernale sono posti pari a 18 [degC] per gli edifici di categoria

E8 e a 20 [degC] per tutte le altre categorie su entrambi i valori egrave ammessa una tolleranza di +1

[degC] Deroghe particolari possono essere concesse dalle autoritagrave comunali per le categorie E3

(ospedali) e E6 (piscine)

Per quanto attiene alla regolazione negli impianti termici centralizzati adibiti al

riscaldamento per una pluralitagrave di utenze aventi potenza nominale del generatore superiore a

35 [kW] egrave prescritta ladozione di una termoregolazione asservita ad un sensore (sonda) di

temperatura esterna inoltre negli impianti nuovi deve essere possibile la contabilizzazione

del calore e la regolazione della temperatura interna di ogni unitagrave immobiliare

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

7

63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 4: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

4

Ad esempio per Genova risulta N = 166 (dal 1deg Novembre al 15 Aprile) e GG = 1435 Con

riferimento alla figura seguente si puograve notare come il numero di gradi-giorno sia stato

ottenuto sommando - a partire dalle date convenzionali dinizio (I) e di fine (F) del

riscaldamento (e quindi per j = 1 fino a j = N) - le differenze di temperature giornaliere (ta ndash

tej)

Si puograve anche scrivere

GG =N(ta- tem)

ove tem = temperatura media stagionale della localitagrave

Lrsquoutilizzo del concetto di gradi-giorno per attuare una classificazione climatica del territorio egrave

giustificato dal fatto che almeno in prima approssimazione lrsquoenergia termica dispersa da un

edificio nellrsquoarco della stagione invernale risulta proporzionale al numero dei gradi-giorno

GG In prima approssimazione infatti ipotizzando condizioni di regime termico stazionario

il flusso termico disperso dallrsquoedificio egrave esprimibile

= ve + tr

ove

ve = potenza termica dispersa per ventilazione [W]

tr = potenza termica dispersa per trasmissione attraverso linvolucro edilizio [W]

I termini ve e tr possono a loro volta essere espressi nella forma

ve = Hve middot (ta - te)

tr = Htr middot (ta - te)

Hve e Htr assumono il significato di coefficienti di dispersione termica rispettivamente di

ventilazione e di trasmissione termica delledificio Le dimensioni di Hve e Htr sono [WK]

e pertanto ciascun coefficiente rappresenta il relativo disperdimento dellrsquoedificio per unitagrave

di differenza di temperatura

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

5

Durante il giorno j (e cioegrave durante un intervallo di tempo = 360024 = 86400 [s])

viene dispersa a causa della differenza di temperatura (ta-tej) unrsquoenergia termica jQ

86400ttHHQ ejatrvejj )()( [J]

La totale quantitagrave drsquoenergia dispersa nellrsquointera stagione di riscaldamento (N giorni) egrave

GG86400HHtt86400HHQQ trve

NJ

1jejatrve

NJ

1jj

)()()(

ossia proporzionale al numero dei gradi-giorno GG della localitagrave

Egrave opportuno non confondere il significato dei gradi-giorno con la temperatura esterna

di progetto per la quale si progetta limpianto Infatti come egrave giagrave stato precisato il concetto

dei gradi-giorno egrave utilizzato per classificare le condizioni climatiche esterne delle varie

localitagrave ed egrave significativo nei riguardi dellrsquoordine di grandezza dei consumi di energia

termica per il riscaldamento mentre la temperatura esterna di progetto concorre a

determinare la potenzialitagrave di un impianto termico

Si consideri ad esempio il caso di due localitagrave X e Y a pari temperatura esterna di

progetto e che X abbia GG = 2000 mentre Y GG = 1000 Ciograve significa che due edifici

identici ed ugualmente gestiti siti uno a X ed uno a Y richiedono una centrale termica con

la stessa potenza termica installata ma nellarco di molte stagioni invernali limpianto al

servizio delledificio di X consuma circa una quantitagrave doppia di combustibile di quella

consumata dallimpianto delledificio di Y

Pertanto il territorio nazionale viene suddiviso nelle seguenti sei fasce climatiche in funzione

dei gradi giorno associandone il periodo di funzionamento dellrsquoimpianto di riscaldamento

noncheacute il numero di ore giornaliere

ZONA CLIM GRADI GIORNO ORE DI FUNZ PERIODO DI FUNZ A Fino a 600 6 dal 112 al 153

B 601 ndash 900 8 dal 112 al 313

C 901 ndash 1400 10 dal 1511 al 313

D 1401 ndash 2100 12 dal 111 al 154

E 2101- 3000 14 dal 1510 al 154

F Oltre 3000 nessuna limitazione

Gli edifici sono poi classificati in differenti categorie in base alla loro destinazione duso come

precisato nella seguente tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

6

I valori massimi della temperatura ambiente nel periodo di funzionamento

dellimpianto di climatizzazione invernale sono posti pari a 18 [degC] per gli edifici di categoria

E8 e a 20 [degC] per tutte le altre categorie su entrambi i valori egrave ammessa una tolleranza di +1

[degC] Deroghe particolari possono essere concesse dalle autoritagrave comunali per le categorie E3

(ospedali) e E6 (piscine)

Per quanto attiene alla regolazione negli impianti termici centralizzati adibiti al

riscaldamento per una pluralitagrave di utenze aventi potenza nominale del generatore superiore a

35 [kW] egrave prescritta ladozione di una termoregolazione asservita ad un sensore (sonda) di

temperatura esterna inoltre negli impianti nuovi deve essere possibile la contabilizzazione

del calore e la regolazione della temperatura interna di ogni unitagrave immobiliare

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

7

63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 5: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

5

Durante il giorno j (e cioegrave durante un intervallo di tempo = 360024 = 86400 [s])

viene dispersa a causa della differenza di temperatura (ta-tej) unrsquoenergia termica jQ

86400ttHHQ ejatrvejj )()( [J]

La totale quantitagrave drsquoenergia dispersa nellrsquointera stagione di riscaldamento (N giorni) egrave

GG86400HHtt86400HHQQ trve

NJ

1jejatrve

NJ

1jj

)()()(

ossia proporzionale al numero dei gradi-giorno GG della localitagrave

Egrave opportuno non confondere il significato dei gradi-giorno con la temperatura esterna

di progetto per la quale si progetta limpianto Infatti come egrave giagrave stato precisato il concetto

dei gradi-giorno egrave utilizzato per classificare le condizioni climatiche esterne delle varie

localitagrave ed egrave significativo nei riguardi dellrsquoordine di grandezza dei consumi di energia

termica per il riscaldamento mentre la temperatura esterna di progetto concorre a

determinare la potenzialitagrave di un impianto termico

Si consideri ad esempio il caso di due localitagrave X e Y a pari temperatura esterna di

progetto e che X abbia GG = 2000 mentre Y GG = 1000 Ciograve significa che due edifici

identici ed ugualmente gestiti siti uno a X ed uno a Y richiedono una centrale termica con

la stessa potenza termica installata ma nellarco di molte stagioni invernali limpianto al

servizio delledificio di X consuma circa una quantitagrave doppia di combustibile di quella

consumata dallimpianto delledificio di Y

Pertanto il territorio nazionale viene suddiviso nelle seguenti sei fasce climatiche in funzione

dei gradi giorno associandone il periodo di funzionamento dellrsquoimpianto di riscaldamento

noncheacute il numero di ore giornaliere

ZONA CLIM GRADI GIORNO ORE DI FUNZ PERIODO DI FUNZ A Fino a 600 6 dal 112 al 153

B 601 ndash 900 8 dal 112 al 313

C 901 ndash 1400 10 dal 1511 al 313

D 1401 ndash 2100 12 dal 111 al 154

E 2101- 3000 14 dal 1510 al 154

F Oltre 3000 nessuna limitazione

Gli edifici sono poi classificati in differenti categorie in base alla loro destinazione duso come

precisato nella seguente tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

6

I valori massimi della temperatura ambiente nel periodo di funzionamento

dellimpianto di climatizzazione invernale sono posti pari a 18 [degC] per gli edifici di categoria

E8 e a 20 [degC] per tutte le altre categorie su entrambi i valori egrave ammessa una tolleranza di +1

[degC] Deroghe particolari possono essere concesse dalle autoritagrave comunali per le categorie E3

(ospedali) e E6 (piscine)

Per quanto attiene alla regolazione negli impianti termici centralizzati adibiti al

riscaldamento per una pluralitagrave di utenze aventi potenza nominale del generatore superiore a

35 [kW] egrave prescritta ladozione di una termoregolazione asservita ad un sensore (sonda) di

temperatura esterna inoltre negli impianti nuovi deve essere possibile la contabilizzazione

del calore e la regolazione della temperatura interna di ogni unitagrave immobiliare

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

7

63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 6: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

6

I valori massimi della temperatura ambiente nel periodo di funzionamento

dellimpianto di climatizzazione invernale sono posti pari a 18 [degC] per gli edifici di categoria

E8 e a 20 [degC] per tutte le altre categorie su entrambi i valori egrave ammessa una tolleranza di +1

[degC] Deroghe particolari possono essere concesse dalle autoritagrave comunali per le categorie E3

(ospedali) e E6 (piscine)

Per quanto attiene alla regolazione negli impianti termici centralizzati adibiti al

riscaldamento per una pluralitagrave di utenze aventi potenza nominale del generatore superiore a

35 [kW] egrave prescritta ladozione di una termoregolazione asservita ad un sensore (sonda) di

temperatura esterna inoltre negli impianti nuovi deve essere possibile la contabilizzazione

del calore e la regolazione della temperatura interna di ogni unitagrave immobiliare

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

7

63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 7: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

7

63 CENNI SULLA LEGISLAZIONE RELATIVA ALLE PRESTAZIONI

ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

Da quanto detto in Capitolo 1 si evince la necessitagrave di contenere sempre di piugrave le

richieste energetiche relative al settore edilizio attraverso una piugrave attenta progettazione dei

nuovi edifici un piugrave spinto isolamento termico una maggiore efficienza degli impianti di

climatizzazione di produzione dellrsquoacqua calda sanitaria e degli impianti di illuminazione

Si puograve ricordare che nel nostro Paese il riscaldamento invernale degli edifici impegna

circa 29 [Mtepanno] prevalentemente sotto forma di combustibili fossili (metano gasolio

etc) cui corrisponde immissione nellrsquoatmosfera di circa 78 milioni di tonnellate di CO2

I Decreti Legislativi ndeg 192 (8102005) ndeg 311 (29122006) noncheacute per la Liguria

il regolamento di attuazione art 29 della Legge Regionale 29 Maggio 2007 ndeg 22) in corso di

emanazione e recante ldquoNorme in materia di certificazione energetica degli edificirdquo in

attuazione della direttiva UE 200291 a partire dal 1deg Gennaio 2010 impongono

nuovi edificiristrutturazione

trasmittanze termiche di pareti opache e trasparenti inferiori a limiti stabiliti in

funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

lrsquoimpianto di climatizzazione dovragrave avere un rendimento globale superiore ad

un limite minimo in funzione della sua potenzialitagrave termica

fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale inferiore ad un

valore limite stabilito in funzione del numero di gradi-giorno GG della localitagrave

e del fattore di forma SV dellrsquoedificio

certificazione energetica degli edifici

edifici esistenti

certificazione energetica degli edifici in modo da evidenziare e suggerire i piugrave

opportuni interventi di riqualificazione energetica degli stessi

La legislazione suddetta si richiama poi a una imponente mole di norme tecniche UNI

CEN Ad esempio particolare importanza rivestono le norme

UNlTS 11300-1 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1 Determinazione del

fabbisogno di energia termica delledificio per la climatizzazione estiva ed invernale

UNlTS 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

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 8: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

8

Come giagrave osservato si introducono indici di prestazione energetica EP (Energy

Performance index) in termini di energia primaria utilizzata consumata Gli indici vengono

espressi in [kWh(m2anno)] o in [kWh(m3anno)] e cioegrave per unitagrave di superficie abitabile nel

caso di edifici residenziali e di volume per le altre destinazioni drsquouso

Nel computo degli indici di prestazione si tiene conto di

- energia primaria consumata direttamente nel generatore di calore

- energia primaria consumata nelle centrali termoelettriche per produrre lrsquoenergia

elettrica utilizzata dallrsquoimpianto (pompe bruciatori ecc)

- apporti di energia primaria derivanti da apporti gratuiti come lrsquoirraggiamento solare

sorgenti interne

64 CENNI SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

DEGLI EDIFICI

In questo paragrafo si discuteragrave in forma assai sintetica di questa complessa materia

cercando di evidenziarne gli aspetti principali senza entrare nei dettagli assai articolati previsti

dalle numerose norme tecniche coinvolte Durante la stagione di riscaldamento il fabbisogno

di energia termica mensile (base temporale di calcolo) dellrsquoedificio (Heat needs) QHnd egrave

esprimibile nella forma

QHnd = Qve + Qtr - Hgn(Qint + Qsol) [kWhmese]

ove Qve + Qtr egrave la totale energia termica mensile dispersa e Hgn(Qint + Qsol) il totale apporto

di energia termica utile che nello stesso mese deriva da apporti energetici gratuiti (apporti

termici interni Qint e contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e

trasparente)

Dati convenzionali per valutare Qint a partire dagli apporti termici interni medi sono forniti

dalla tabella seguente

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 9: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

9

Dati convenzionali relativi allrsquoutenza

I contributi solari Qsol trasmessi attraverso lrsquoinvolucro opaco e trasparente ovviamente

dipendono dallrsquoentitagrave media mensile della radiazione solare al suolo disponibile nella localitagrave

dallrsquoorientamento e dal fattore di assorbimento (colore) delle superfici soleggiate noncheacute dalla

presenza di ombreggiamento da parte di strutture permanenti e manovrabili (ad esempio

tapparelle) come sintetizzato nello schema seguente

APPORTI SOLARI

Ombreggiamento Schermature

Componenti trasparenti Componenti opachi

RIDUZIONE

gestione

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 10: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

10

Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti Hgn dipende dal comportamento dinamico

dellrsquoedificio (inerzia delle strutture interne e periferiche in relazione allrsquoirraggiamento solare)

Si noti che nel calcolo fabbisogno di energia termica mensile dellrsquoedificio QHnd per ora non

si egrave ancora tenuto conto della piugrave o meno elevata efficienza dellrsquoimpianto di riscaldamento per

quanto riguarda la generazione dellrsquoenergia termica la sua distribuzione ai singoli ambienti

la sua regolazione e la sua emissione da parte dei terminali dellrsquoimpianto

La quantificazione delle prestazioni energetiche di edifici viene effettuata in accordo

con lrsquoattuale legislazione in termini di sistema edificio-impianto Per approfondire

lrsquoargomento egrave opportuno considerare i seguenti aspetti Un primo aspetto da valutare riguarda

le perdite di energia termica che si accompagnano inevitabilmento al funzionamento

dellrsquoimpianto In altre parole per fornire allrsquoedificio il fabbisogno termico mensile QHnd saragrave

necessario partire da una maggiore quantitagrave di energia termica QH

g

ndH

pdre

ndHH

QQQ

rendimento di emissione e lt 1 tiene conto di disperdimenti termici aggiuntivi ai

terminali utilizzatori

rendimento di regolazione r lt 1 tiene conto di penalizzazioni termiche dovute a

imperfetta regolazione della temperatura interna degli ambienti

rendimento di distribuzione d lt1 conseguente a inevitabili disperdimenti termici nella

rete di distribuzione del fluido termovettore

rendimento del generatore di calore p lt 1

rendimento medio stagionale g = pdre dellrsquoimpianto di climatizzazione

invernale

Il rendimento medio stagionale esprime pertanto la complessiva prestazione termica

dellrsquoimpianto

H

ndHg Q

Q

Per esprimere poi la complessiva energia primaria QHp che egrave necessario impegnare per la

climatizzazione invernale dellrsquoedificio si dovragrave conteggiare anche lrsquoenergia lrsquoenergia elettrica

prelevata dalla rete elettrica per azionare gli ausiliari dellrsquoimpianto (pompe di circolazione

bruciatori etc)

Come ben noto (Cap 1) Ee [kWh] di energia elettrica non eguagliano numericamente Qpe

[kWh] di energia primaria Infatti per operare una corretta conversione occorre riferirsi al

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 11: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

11

rendimento medio nazionale di conversione tra energia elettrica finale e lrsquoenergia fornita dal

combustibile pari a

390Q

E

pe

e

in accordo con quanto considerato nei recenti provvedimenti legislativi ( 1 [kWh] elettrico =

256 [kWh] di energia primaria) Il consumo mensile di energia primaria Qpe dellrsquoimpianto si

ottiene moltiplicando lrsquoenergia elettrica consumata Ee per il fattore di conversione fpel = 1

e cioegrave

562EfEE

Q eeleee

pe

Oltre a ciograve si deve considerare quale sia il vettore energetico (combustibili energia elettrica

etc) che alimenta lrsquoimpianto

Pertanto la totale energia primaria mensile utilizzata per il riscaldamento puograve essere espressa

da

ove fpi egrave il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i (ad esempio se

lrsquoimpianto utilizzasse gasolio (combustibile fossile) fpi = 1 nel caso utilizzasse energia

elettrica direttamente per il riscaldamento sarebbe fpi = feel = 256

La prestazione energetica mensile dellrsquoimpianto e puograve ora essere egrave definito dal

seguente rapporto tra il fabbisogno QHnd e lrsquoenergia primaria QHp complessivamente

consumata

Una volta valutati i suddetti apporti energetici su base mensile si puograve passare su scala

stagionale (annuale) ad esempio il fabbisogno annuale di energia termica QHnd = ndHQ e

consumo annuo di energia primaria QHnp = pHQ in kWhm2anno

Ai fini di valutare tutti termini sopra accennati si utilizza un ampio messe di norme

tecniche che riportano i metodi da seguire per svolgere calcoli dettagliati Dal punto di vista

pratico egrave prevista lrsquoutilizzo di programmi di calcolo opportunamente certificati

eleepdre

ndHipeleehippH fE

QffEQfQ

pH

ndH

Q

Qe

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 12: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

12

65 INDICI PER LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

I principali indici sono

Indice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoinvolucro egrave definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

invEPi ndHQ [kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

V

invEPi ndHQ [kWhm3anno]

ove

A superficie utile (definita come superficie netta calpestabile della zona riscaldata)

V egrave il volume lordo riscaldato definito dalle superfici che lo delimitano

Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale egrave definito dal seguente

rapporto

- edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPi pHQ [kWhm2anno]

- per tutti gli altri edifici

V

EPi pHQ [kWhm3anno]

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto egrave definito dal seguente rapporto

ove

- pHQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per il riscaldamento

Indice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda

sanitaria

Lrsquoindice di prestazione energetica dellrsquoimpianto per la produzione di acqua calda sanitaria egrave

definito dal seguente rapporto

ndH

PH1

Q

Q

e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

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a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

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66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 13: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

13

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

A

EPacs pWQ [kWhm2anno]

b) per tutti gli altri edifici

V

EPacs pWQ [kWhm3anno]

ove

pWQ egrave il fabbisogno annuale di energia primaria per acqua calda sanitaria

Indice di prestazione energetica globale

Lrsquoindice di prestazione energetica globale dellrsquoimpianto per la climatizzazione invernale egrave

definito dal seguente rapporto

a) edifici residenziali della classe E1 esclusi collegi conventi case di pena e caserme

EPiEPacsA

EPgl pHpW

QQ

[kWhm2anno]

per tutti gli altri edifici

EPiEPacsV

EPgl pHpW

QQ

[kWhm3anno]

In Italia un tipico edificio residenziale puograve raggiungere un indice EPi 100 [kWh(m2anno)]

per la climatizzazione invernale e un indice EPacs 60 [kWh(m2anno)] per la produzione di

acqua calda sanitaria con una prestazione energetica complessiva EPgl pari a

EPgl = EPi + EPacs = 160 [kWh(m2anno)]

Se si vorragrave tener conto anche del consumo di energia primaria per lrsquoilluminazione e

per il condizionamento estivo si dovranno aggiungere gli indici EPill e Epe relativo al

consumo di energia primaria per condizionare lrsquoaria durante lrsquoestate

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 14: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

14

66 PRESTAZIONI ENERGETICHE

RICHIESTE PER NUOVI EDIFICIRISTRUTTURAZIONI

Nelle seguenti tabelle si riportano i valori limite EPLi dellrsquoindice di prestazione

energetica per la climatizzazione invernale applicabili dal 1deg gennaio 2008 e dal 1deg gennaio

2010 I limiti EPLi espressi in [kWh(m2 anno)] per edifici di classe E1 (escluse caserme etc)

sono tabellati in funzione del coefficiente di forma dellrsquoedificio SV e del numero di gradi-

giorno GG Per le nuove costruzioni occorre riferirsi giagrave da ora ai limiti 2010

Si precisa che

S [m2] = superficie che delimita verso lrsquoesterno il volume riscaldato V

V [m3] = volume lordo riscaldate definito dalle superfici che lo delimitano

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 espressi in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2010 espressi in kWhm2anno Zona climatica

A B C D E F Rapporto di

forma dellrsquoedificio

SV Fino a

600 GG da

601 GG a

900 GG da

901 GG a 1400

GG da 1401

GG a 2100

GG da 2101

GG a 3000

GG

oltre 3000 GG

le 02 85 85 128 128 213 213 34 34 468 468 ge 09 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116

Per GG lt 600 e GG gt 3000 i valori del EPLi rimangono costanti come pure rimangono

costanti quando il coefficiente di forma dellrsquoedificio SV lt 02 oppure SV gt 09 I valori della

tabella devono essere interpolati linearmente per valori GG compresi tra gli estremi che

delimitano le zone climatiche Ad esempio un edificio caratterizzato da un rapporto di forma

SV = 055 da costruirsi in una localitagrave con GG =1400 dovragrave raggiungere un fabbisogno di

energia primaria per la climatizzazione invernale EPi inferiore al limite EPLi = 505

[kWh(m2 anno)] Un ulteriore requisito riguarda rendimento globale medio stagionale

dellrsquoimpianto che dovragrave risultare superiore a

ove Pn = foc [kW] = potenzialitagrave nominale del generatore

Ulteriori requisiti riguardano valori limite di trasmittanza da rispettare per le pareti opache

e trasparenti I valori minimi richiesti sono riportati nelle sottostanti tabelle

ng Plog375

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 15: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

15

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache verticali

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 046 040

D 040 036

E 037 034

F 035 033

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 042 038

D 035 032

E 032 030

F 031 029

Valore limite della trasmittanza termica K delle strutture opache orizzontali di pavimento in Wm2K

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010 K [Wm2K]

C 049 042

D 041 036

E 038 033

F 036 032

Valore limite della trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv lt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 30 26

D 28 24

E 24 22

F 22 20

Valore limite trasmittanza delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi in Wm2K [Sv gt 25 Sup perimetrale]

Zona climatica

Dal 1deg Gennaio 2008

K [Wm2K]

Dal 1deg Gennaio 2010

K [Wm2K]

C 24 21

D 22 19

E 20 17

F 18 15

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

16

Anche la trasmittanza termica delle strutture edilizie di separazione verticali e orizzontali tra

edifici o unitagrave immobiliari dovragrave essere inferiore o uguale a K= 08 [Wm2K]

Il medesimo limite deve essere rispettato per tutte le strutture opache verticali orizzontali

e inclinate che delimitano verso lambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di

riscaldamento Un ulteriore requisito riguarda la verifica igrometrica delle strutture

perimetrali al fine di evitare danni idrometrici

Di questa verifica si discuteragrave nel Capitolo 10

67 CENNI SULLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

Per gli edifici giagrave esistenti ( la gran maggioranza del parco residenziale) si prevede di

attuare la loro ldquocertificazione energeticardquo e cioegrave la predisposizione di un certificato

energetico che dovragrave accompagnare lrsquoimmobile e le singole unitagrave immobiliari (ad esempio

dovragrave essere esibito nel caso di compravendita)

Lo scopo di tale certificato egrave ovviamente quello di fotografarne lo ldquostato energetico

attualeldquo e suggerire quali possano essere i possibili interventi di una sua futura

riqualificazione energetica

La seguente figura riporta il certificato energetico della Regione Ligura in termini

dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl dellrsquoindice di prestazione energetica

dellrsquoinvolucro edilizio EPiinv dellrsquoindice di prestazione dallrsquoindice EPacs e dellrsquoindice

caratterizzante lrsquoefficienza energetica complessiva dellrsquoimpianto Lo ldquostato energetico

attualerdquo dellrsquoedificio egrave indicato da una freccia rossa mentre lo ldquostato energetico raggiungibilerdquo

egrave indicato da una freccia verde

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 17: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

17

bull Ubicazione helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Proprietagravehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Anno di costruzionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipbull Zona Climatica helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Superficie utile Au [m2] helliphelliphelliphelliphelliphellipbull Volume lordo V [m3] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

bull Rapporto di forma SV [m-1] helliphelliphelliphelliphelliphellip bull Identificativi catastali

Comunehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sezionehelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Foglio helliphelliphelliphellip

Mappale helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Sub helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn rilasciato il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

scadenza il helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Prestazione energetica globale

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Emissioni di CO2 attribuibili allrsquoedificio allo stato attuale helliphelliphellip tanno

Potenziale di riduzione CO2 ottenibile con interventi migliorativi helliphelliphellip tanno

Benefici Ambientali

CO2

CO2

attuale

raggiungibile

A+

A

B

C

D

E

F

G

kWhm2anno

kWhm3anno

Informazioni generali dellrsquoedificio

Rif Legislativo = helliphellip

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18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 18: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

18

CONFIGURAZIONE A CUI SI RIFERISCE IL POTENZIALE MIGLIORAMENTO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA

ENERGIE RINNOVABILI

INTERVENTI SULLrsquoIMPIANTO

Tempo di ritorno (anni)

Sovraccosto

Costo interventoEnergia primaria

annua risparmiata ()INTERVENTI SULLrsquoINVOLUCRO

Firma numero e timbro del certificatore

Involucro Impianto per la climatizzazione invernale

103 -111

111-119

119 - 149

149 - 180

180 ndash 210

gt 210

lt 103ABCDEFG

ATTESTATO DI CERTIFICAZIONEATTESTATO DI CERTIFICAZIONEn

raggiungibile

Produzione di acqua calda sanitaria

kWhm2anno

kWhm3anno

kWhm2anno

kWhm3anno

Interventi Consigliati

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

Valore attuale helliphelliphellipValore raggiungibilehelliphellip

ABCDEFG

Prestazioni energetiche parziali

ABCDEFG

A+

() kWhm2anno kWhm3anno

Ad esempio per classificare un edificio in termini della prestazione energetica del solo involucro

edilizio (classificazione di particolare interesse per lrsquoarchitetto) si confronta lrsquoindice EPiinv

calcolato di un edificio con gli intervalli di valori determinanti le singole classi secondo la seguente

tabella

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 19: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

19

A+ lt 023 EPLi(2010)

023 EPLi(2010) le A lt 045 EPLi(2010)

045 EPLi(2010) le B lt 065 EPLi(2010)

065 EPLi(2010) le C lt 085 EPLi(2010)

085 EPLi(2010) le D lt 100 EPLi(2010)

100 EPLi(2010) le E lt 150 EPLi(2010)

150 EPLi(2010) le F lt 200 EPLi(2010)

G 200 EPLi(2010)

Nel caso dellrsquoindice di prestazione energetica globale EPgl una tabella simile viene

utilizzata per individuare le parametrizza le classi con gli EPLi(2010) dellrsquoedificio tenendo

conto del consumo di acqua calda sanitaria Nel caso dellrsquoindice caratterizzante lrsquoefficienza

energetica complessiva dellrsquoimpianto gli intervalli di valori determinanti le singole classi sono

direttamente riportati sul certificato

68 CENNI SULLrsquoISOLAMENTO TERMICO DELLrsquoINVOLUCRO EDILIZIO

Il vincolo della giagrave citata normativa sulla coibentazione degli edifici deve essere visto

in primo luogo in base a unanalisi economica infatti lrsquoisolamento termico comporta da un

lato un maggiore onere nella costruzione o nella ristrutturazione delledificio e dallaltro un

minor consumo di combustibile quindi a fronte di un maggiore investimento iniziale si

viene a determinare un minor costo di esercizio (minori consumi) Occorre inoltre tenere

presente anche il costo sociale dellinquinamento ambientale derivante dai consumi energetici

Nel seguito si analizzeranno alcune soluzioni di isolamento termico Si precisa che

lrsquoattuale normativa al fine di evitare danneggiamento e degrado dellrsquoinvolucro edilizio

termicamente isolato prevede espressamente anche la verifica igrometrica delle pareti

perimetrali Di questo argomento si parleragrave in seguito

Isolamento a cappotto

Lisolamento termico dei fabbricati dallesterno comunemente chiamato a cappotto

sia su edifici nuovi che esistenti ha avuto le sue prime applicazioni circa venti anni or sono e

si egrave dimostrato un sistema tra i piugrave indovinati e ha preso sempre piugrave piede tanto da essere

oggigiorno ampiamente adottato

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20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 20: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

20

Questo sistema egrave caratterizzato da un rivestimento isolante situato sulla parte esterna

delle pareti dambito delledificio cosigrave da avvolgerlo completamente

Ciograve permette di correggere i ponti termici e di ridurre i dannosi effetti indotti nelle

strutture e nei parametri murari dalle variazioni rapide o notevoli della temperatura esterna

migliora il comportamento igrometrico delle pareti (vedi dopo) e aumenta il comfort

abitativo Il sistema permette di sfruttare linerzia termica delle murature e comportando un

intervento dallesterno consente di evitare disagi agli occupanti delle abitazioni

La tecnica di installazione consiste essenzialmente nella preparazione preventiva delle

superfici esterne dei manufatti e nellapplicazione su tali superfici mediante incollaggio di

pannelli isolanti di varia natura consistenza e spessore Si procede quindi ad una rifinitura

con intonaco rasante a due strati con interposta rete in fibra di vetro di vario tipo e infine a

un trattamento superficiale di finitura in vari colori Laspetto finale di questa opera deve

essere quello di un comune muro di facciata Lisolamento a cappotto egrave realizzato anche per

resistere ad urti di una certa intensitagrave

Isolamento in intercapedine

Lapplicazione del materiale isolante per insufflazione o iniezione puograve essere eseguita

dallesterno con limpiego di apposite macchine insufflatrici Durante lrsquooperazione di

coibentazione si deve verificare che il riempimento ottenuto sia sufficientemente continuo e

omogeneo

I materiali isolanti da applicare devono avere caratteristiche di imputrescibilitagrave

stabilitagrave chimica e fisica non igroscopicitagrave stabilitagrave dimensionale e inoltre non devono

emettere odori I materiali isolanti sfusi devono essere caratterizzati da un basso valore del

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

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21

fattore dattrito per consentire un perfetto riempimento delle intercapedini tra i piugrave usati

vermiculite perlite polistirene espanso pomice argilla espansa sughero fibre di cellulosa

Le resine espanse utilizzate sono le ureiche e le poliuretaniche

Per permettere lesecuzione dellisolamento per insuffiazione lo spessore

dellintercapedine non deve essere inferiore a 5 cm per quello mediante iniezione lo spessore

minimo scende a 3-4 cm

La coibentazione delle intercapedini puograve anche essere effettuata mediante pannelli

isolanti i quali vengono interposti tra la controparte esterna ed interna Ersquo ovvio che in tale

caso la parete dovragrave essere di nuova costruzione come illustrato in figura

Isolamento di copertura piana con isolante esterno

Nel caso di coperture praticabili e cioegrave quelle coperture che sono pedonabili a tutti gli

effetti lo strato di isolante (di tipo concentrato) viene posto direttamente sopra il solaio e

protetto sulla parte superiore da uno strato di malta su cui egrave posata la pavimentazione come

illustrato in figura

Isolamento di solai su porticati

Lisolamento deve essere caratterizzato da elevata durata e resistenza agli urti

accidentali idoneo comportamento al fuoco semplicitagrave di posa in opera buona aderenza dei

materiali isolanti al supporto

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

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203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

22

Lapplicazione dellisolante richiede la preventiva preparazione del supporto in modo

da ottenere una superficie compatta e complanare Solitamente lrsquoisolante viene posto

allintradosso del solaio collocando dello strato isolante in corrispondenza alla faccia inferiore

della prima soletta del fabbricato al di sopra del porticato Questo tipo di isolamento consente

la correzione dei ponti termici e puograve essere eseguito su qualsiasi superficie previa idonea

preparazione

Da quanto sopra esposto si puograve notare come sia di primaria importanza disporre di dati

certi di conducibilitagrave termica dei materiali per valutare correttamente la trasmittanza termica

della parete In genere le prestazioni termiche di un isolante in opera si discostano in modo

significativo dalle analoghe prestazioni misurate in laboratorio mentre queste ultime sono

determinate in condizioni di riferimento le prime sono condizionate dalle reali situazioni di

posa in opera e di esercizio (contenuto di umiditagrave invecchiamento etc)

Per tenere conto di quanto detto le norme UNI definiscono i seguenti parametri

1 conduttivitagrave di riferimento (λm) valore della conduttivitagrave misurata in laboratorio

2 maggiorazione percentuale (m) che tiene conto del contenuto percentuale di umiditagrave

dellinvecchiamento del costipamento dei materiali sfusi della manipolazione e

installazione a regola darte delle tolleranze sullo spessore

3 conduttivitagrave utile di calcolo (λ) dedotta applicando la maggiorazione percentuale (m) alla

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm)-

La norma UNI 10351 ldquoMateriali da costruzione conduttivitagrave termica e permeabilitagrave al

vaporerdquo riporta i valori che interessano la progettazione termica di un edificio

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

23

La tabella riportata a seguire estratta dalla suddetta norma riporta nelle diverse colonne

materiale in considerazione

massa volumica (densitagrave ρ) del materiale secco espressa in [kgm3]

conduttivitagrave indicativa di riferimento (λm) espressa in [WmK]

maggiorazione percentuale [m]

conduttivitagrave utile di calcolo (λ) espressa in [WmK]

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

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CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

24

ESERCIZI ED ESEMPI

1) La trasmittanza termica di un parete perimetrale egrave K = 180 [Wm2 K] Si ipotizza

lrsquoimpiego di questa parete in un edificio da costruirsi in zona climatica C isolando

termicamente la struttura mediante iniezione nellrsquointercapedine (spessore 5 [cm]) di una

resina poliuretanica con conduttivitagrave utile di calcolo λ = 0044 [Wm K] Si valuti se tale

ipotesi sia adeguata alle attuali prescrizioni legislative

La resistenza specifica della parete egrave

W

)Km(550

1R

l1

K

1R

2

e

in

i ni

ni

i

t

con resistenza specifica dellrsquointercapedine drsquoaria

Rrsquoin = 015 [(m2 K)W]

La resistenza termica dopo lrsquointervento e la corrispondente trasmittanza saranno

)]Km(W[650511

1

R

1K

W)Km(5410440

050150550

LRRR

2

tftf

2

p

in

ttf

La trasmittanza ottenuto egrave piugrave alta del limite previsto dal 1 gennaio 2008 per la zona

climatica C (Klim = 046 [Wm2 K] ) La parete potragrave rispettare il limite attuale se

lrsquointercapedine da riempire di resina poliuretanica saragrave piugrave larga Ad esempio nel caso di con

uno spessore pari a 8 [cm ] si ottiene

)]([

)(

KmW450182

1

R

1K

WKm2220440

080150550

LRRR

2

tftf

2

pinttf

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

2090

203906214568321EP 2

Li

Page 25: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

25

2) Un edificio caratterizzato da un rapporto di forma SV = 039 deve essere ristrutturato

nella zona climatica E (GG = 2404) Si valuti lrsquoindice limite relativo alle dispersioni

invernali dellrsquoinvolucro EPLi

Il EPLi si calcola mediante doppia interpolazione sulla base della tabella seguente in

funzione dei gradi-giorno GG e del fattore di forma SV

Valori limite EPLi applicabili dal 1deg gennaio 2008 dellrsquoindice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale espresso in kWhm2anno

Zona climatica A B C D E F

Rapporto di forma

dellrsquoedificio SV

Fino a 600 GG

da 601 GG

a 900 GG

da 901 GG

a 1400 GG

da 1401 GG

a 2100 GG

da 2101 GG

a 3000 GG

oltre 3000 GG

le 02 95 95 14 14 23 23 37 37 52 52 ge 09 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133

Interpolando la prima volta sui gradi-giorno (zona a E) si hanno per GG = 2404 i seguenti

valori limiti

SV = 02 )]([)( annomkWh14221013000

21012404375237EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh111121013000

21012404100133100EP 2

Li

Il EPLi dellrsquoedificio si ottiene interpolando relativamente al valore SV = 039

3) Un edificio nuovo in una localitagrave ligure ( Zona a D GG = 1415) ha una totale superficie

disperdente S = 2100 [m2] La superficie calpestabile egrave A = 1350 [m2] Nella stagione

invernale il fabbisogno totale di energia termica per la climatizzazione dellrsquoedificio sia QHnd

=147770 [MJ] Nellrsquoipotesi che il rendimento globale medio dellrsquoimpianto sia g = 078 si

valuti il fabbisogno annuo di energia primaria per il riscaldamento e lrsquoindice EPiinv relativo

alle dispersioni invernali del solo involucro

Lrsquoenergia termica utile che lrsquoimpianto deve fornire allrsquoedificio eacute

)(

)( annomkWh860

2090

203901421111142EP 2

Li

]annoMJ[147770ndH Q

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

626ndH

Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

][][ annokWh52624annoMJ189449780

1477701ndHPH

eQQ

Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

1401141532134321EP 2

Li

SV = 09 )]([)( annomkWh46814012100

14011415688868EP 2

Li

Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

)]annom(kWh[391350

52624

AEP 2pH

i Q

)(

)( annomkWh034

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Page 26: IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: ASPETTI CLIMATICI ED … · Con riferimento agli impianti di riscaldamento, è necessario prendere le mosse, per le diverse località, da informazioni e

Corso di Fisica tecnica e ambientale ndash aa 20112012 - Docente Prof Carlo Isetti

CAPITOLO 6 Impianti di riscaldamento aspetti climatici ed energetici

26

]annom(kWh[4301063

1046109)]annom(J[1046109

1350

147770

AinvEPi 2

6

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Q

Nellrsquoipotesi di trascurare il consumo di energia primaria relativo agli ausiliari (e = g = 078 )

la totale energia primaria per la climatizzazione invernale egrave

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Lrsquoindice EPi dellrsquoedificio risulta

Il rapporto di forma dellrsquoedificio egrave

SV = 21005400 = 039 [1m]

Interpolando sui gradi-giorno (zona D) si ha per la localitagrave (GG = 1415)

SV = 02 )]([)( annomkWh62114012100

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Il EPLi limite dellrsquoedificio previsto (almeno fino al 1 gennaio 2009) si ottiene interpolando i

valori ottenuti rispetto a SV = 039

Come si puograve osservare il EPLi limite previsto non egrave rispettato dallrsquoedificio per cui il progetto

del sistema edificio-impianto dovragrave essere modificato fino a verifica positiva Ad esempio il

progettista potragrave

incrementare lrsquoisolamento termico dellrsquoedificio (ridurre il Qtr e cioegrave ridurre lrsquoenergia utile

QHnd richiesta allrsquoimpianto)

aumentare il rendimento globale g dellrsquoimpianto ( generatore di calore rete regolazione

terminali utilizzatori)

intervenire sul termine (Qint + Qsol) ossia prevedere modifiche al progetto che consentano

di contabilizzare maggiori apporti gratuiti ad esempio da fonte solare

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