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Raccomandazioni per la progettazione di edifici energeticamente efficienti A cura di Andrea Campioli e Monica Lavagna Prestazioni termiche e comportamento ambientale di soluzioni tecniche di involucro in laterizio finalizzate all’efficienza energetica degli edifici Muratura monostrato Muratura monostrato Muratura doppio strato Muratura doppio strato intonacata con cappotto con isolante in intercapedinecon isolante in intercapedine e faccia a vista strato 1 strato 2 strato 3 strato 4 strato 5 TOTALE I I E E materiale intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso 0,015 0,015 spessore (m) volume (m3) 0,015 0,015 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 1584 energia incorporata strato (MJ) 23,76 23,76 materiale muratura termolaterizio muratura termolaterizio 0,38 0,17 spessore (m) volume (m3) 0,38 0,17 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1764 1764 energia incorporata strato (MJ) 670,32 299,88 materiale intonaco di calce e cemento isolante minerale 0,015 0,04 spessore (m) volume (m3) 0,015 0,04 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 2520 energia incorporata strato (MJ) 23,76 100,80 materiale intonaco plastico 0,005 spessore (m) volume (m3) 0,005 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 energia incorporata strato (MJ) 7,92 materiale spessore (m) volume (m3) energia incorporata materiale (MJ/m3) energia incorporata strato (MJ) energia incorporata (MJ) 717,84 432,36 I I I E E E intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso 0,015 0,015 0,015 0,015 1584 1584 23,76 23,76 muratura termolaterizio muratura termolaterizio 0,085 0,13 0,085 0,13 1764 1764 149,94 229,32 isolante minerale isolante minerale 0,04 0,04 0,04 0,04 2520 2520 100,80 100,80 muratura termolaterizio laterizio faccia a vista 0,085 0,12 0,005 0,12 1764 6228 149,94 747,36 intonaco di calce e cemento 0,015 0,015 1584 23,76 EDIZIONI LATERSERVICE Tamponamento leggero 448,20 1101,24 cartongesso 0,026 0,026 1584 41,18 isolante minerale 0,07 0,07 2520 176,40 fibrocemento 0,013 0,013 1584 20,59 montanti in alluminio 0,001 0,00025 704700 176,17 414,34 Raccomandazioni per la progettazione di edifici energeticamente efficienti A cura di Andrea Campioli e Monica Lavagna Prestazioni termiche e comportamento ambientale di soluzioni tecniche di involucro in laterizio finalizzate all’efficienza energetica degli edifici © 2009 ANDIL Associazione Nazionale Degli Industriali dei Laterizi Via Alessandro Torlonia, 15 00161 Roma Tel. 06 44236926 Fax 06 44237930 www.laterizio.it E-mail: [email protected] Responsabile della ricerca Andrea Campioli Gruppo di lavoro Adriana Angelotti, Simone Ferrari, Valeria Giurdanella, Monica Lavagna, Alessia Massone, Carol Monticelli, Eugenio Morello, Enrica Quinto Politecnico di Milano Dipartimento Best Building Environment Science & Technology Responsabile della ricerca Andrea Campioli Gruppo di lavoro Simone Ferrari (coordinamento area fisica tecnica) Monica Lavagna (coordinamento area tecnologia dell’architettura) Adriana Angelotti, Carol Monticelli, Eugenio Morello, Valeria Giurdanella, Alessia Massone, Enrica Quinto POLITECNICO DI MILANO Dipartimento BEST Building Environment Science & Technology Valeria Giurdanella ha curato i paragrafi 1, 1.1 Andrea Campioli, Simone Ferrari e Monica Lavagna hanno curato il paragrafo 1.2 Monica Lavagna ed Enrica Quinto hanno curato il paragrafo 1.3 Adriana Angelotti ed Eugenio Morello hanno curato i paragrafi 2, 2.1, 2.2 Adriana Angelotti, Carol Monticelli, Eugenio Morello hanno curato il paragrafo 2.3 Simone Ferrari ha curato i paragrafi 3, 3.2 Adriana Angelotti ed Eugenio Morello hanno curato il paragrafo 3.1 Alessia Massone ha curato il paragrafo 4 Monica Lavagna, Alessia Massone, Carol Monticelli hanno curato il paragrafo 4.1 Carol Monticelli ha curato i paragrafi 4.2, 4.3 Monica Lavagna ha curato il paragrafo 4.4 Eugenio Morello ha curato il paragrafo 5 Alessia Massone ed Enrica Quinto hanno curato il paragrafo 5.1 Monica Lavagna e Carol Monticelli hanno curato il paragrafo 5.2 Andrea Campioli e Monica Lavagna hanno curato il paragrafo 5.3 Carol Monticelli ha curato i paragrafi 5.4, 5.5 Valeria Giurdanella ha curato il paragrafo 5.6 Monica Lavagna ha curato il paragrafo 5.7 2 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Premessa 4 1. 6 Il quadro di riferimento 1.1 1.2 PARTE I 2. Il calcolo del fabbisogno energetico invernale 2.1 2.2 2.3 3. Le norme tecniche per il calcolo del fabbisogno energetico invernale Procedura semplificata per il calcolo del fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale Procedure per il calcolo termico in regime stazionario e in regime dinamico sinusoidale Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa 3.1 3.2 4. La climatizzazione residenziale in periodo invernale ed estivo La normativa nazionale sul rendimento energetico degli edifici Il ruolo della massa: analisi e valutazione delle caratteristiche dinamiche di chiusure verticali opache Valutazione in regime dinamico delle prestazioni energetiche di diverse soluzioni tecniche di involucro I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali 4.1 4.2 4.3 4.4 7 8 13 15 17 27 33 35 43 45 L’informazione tecnica sulle prestazioni termiche dei prodotti in laterizio per chiusure verticali Analisi delle norme tecniche per il calcolo delle prestazioni termiche di prodotto Analisi parametrica dei fattori di incidenza sulle prestazioni termiche degli elementi in laterizio per murature Aspetti prestazionali complementari 50 53 5. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 62 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Esempi di soluzioni tecniche di involucro nelle architetture contemporanee Soluzioni tecniche di chiusure verticali in laterizio per il risparmio energetico Soluzioni innovative ad alte prestazioni Il ruolo delle coperture per il risparmio energetico Criticità nella realizzazione di soluzioni tecniche di involucro ad alte prestazioni Valutazioni economiche di soluzioni tecniche di involucro Valutazione ambientale LCA di soluzioni tecniche di involucro Riferimenti bibliografici RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 47 49 66 70 115 118 125 131 133 144 3 Indice Indice Premessa Premessa La ricerca “Prestazioni termiche e comportamento ambientale di soluzioni tecniche di involucro in laterizio finalizzate all’efficienza energetica degli edifici”, condotta per ANDIL (Associazione Nazionale Degli Industriali dei Laterizi) dall’Unità di Ricerca SPACE (Sperimentazione e Processi nel progetto di Architettura e nel ciclo di vita dei prodotti Edilizi) del Dipartimento BEST (Building Environment Science and Technology) del Politecnico di Milano, ha avuto fondamentalmente due obiettivi. Da un lato, la messa a sistema di una serie di conoscenze relative sia al comportamento energetico dell’edificio (restituzione del quadro europeo delle norme sul risparmio energetico e delle esperienze sulla certificazione energetica degli edifici e individuazione delle principali pratiche tecnico-costruttive che caratterizzano gli edifici a basso consumo energetico costruiti in Europa e in Italia), sia alle prestazioni termiche dei prodotti edilizi che vanno a comporre l’edificio (indagine sull’attuale offerta produttiva del laterizio, sulle variabili di prodotto, sull’informazione tecnica e sulla marcatura CE). Dall’altro, l’elaborazione di valutazioni del comportamento energetico sia alla scala dei prodotti in laterizio (valutazioni delle specifiche prestazioni termiche, al fine di individuare l’incidenza delle variabili di prodotto sul miglioramento delle prestazioni), sia alla scala della soluzione tecnica di involucro (definizione di una procedura di scelta dei prodotti e di verifica delle prestazioni, utile ai progettisti per l’individuazione di soluzioni tecniche adeguate a rispondere al D.Lgs. 192/05 e al D.Lgs. 311/06 e al DPR 59/09; verifica del comportamento di tali soluzioni tecniche in regime dinamico, per il dimensionamento ottimale della massa termica e dell’isolamento termico nella stratigrafia muraria), sia infine alla scala dell’edificio (valutazione, attraverso simulazioni in regime dinamico condotte con DOE.2, del comportamento energetico di diverse soluzioni tecniche di involucro in diverse tipologie di edifici). Dall’analisi dei prodotti in laterizio presenti sul mercato, emerge un processo di innovazione continuo al fine del miglioramento prestazionale: in particolare, per aumentare la resistenza termica dei blocchi, sono state condotte sperimentazioni sulla conducibilità e densità dell’impasto, sulla percentuale di foratura e densità degli elementi, sulla geometria dei fori (nel rispetto dei vincoli dettati dalla normativa sismica nel caso dei blocchi portanti), sui giunti (in malta termica o praticamente assenti nel caso dei blocchi a incastro e rettificati), ottenendo prodotti e soluzioni tecniche sempre più performanti. Al fine di comprendere l’incidenza di questi fattori sulle prestazioni termiche dei prodotti, viene proposta una catalogazione dei prodotti in laterizio, oggi disponibili, per aiutare il progettista a orientarsi nella scelta delle soluzioni possibili. Per comprendere le tendenze costruttive nelle realizzazioni di edifici a basso consumo energetico, è stata condotta un’indagine sulle principali soluzioni tecnico-costruttive adottate in Europa e in Italia. Nel nord Europa si è assistito 4 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Premessa a un progressivo affermarsi di soluzioni leggere iperisolate (realizzate semplicemente come stratificazione di materiale isolante), il cui contributo alla riduzione della trasmittanza termica (e quindi delle dispersioni termiche) risulterebbe premiante nella valutazione del comportamento energetico invernale. In realtà, questi modelli costruttivi, privi di inerzia termica, hanno prestazioni inferiori sia dal punto di vista del comfort termico che da quello del risparmio energetico, rispetto a involucri edilizi più “pesanti”. Ne è derivata, per conseguenza, una “controtendenza” che ripristina e valorizza la presenza della massa: le soluzioni di involucro più evolute propongono ormai soluzioni miste, con chiusure di grande spessore che abbinano murature massive e materiale isolante (per lo più “a cappotto”). Per orientare il progettista nella definizione di soluzioni di chiusura verticale rispondenti alle prestazioni richieste dalle nuove normative sul risparmio energetico (D.Lgs. 192/05; D.Lgs. 311/06; DPR 59/09), la ricerca svolta ha individuato un repertorio di possibilità costruttive, proponendo, più che una casistica di soluzioni conformi, una procedura di scelta di prodotti funzionale al raggiungimento delle prestazioni richieste. È opportuno sottolineare che la definizione di involucri termicamente performanti determina spesso un aumento degli spessori delle chiusure, da cui deriva una serie di criticità relative alla fase di realizzazione in cantiere: il progettista (e chi si occupa dell’esecuzione in cantiere) deve prevenire il rischio di formazione di ponti termici, sia in corrispondenza dell’incontro tra chiusure opache e struttura portante (quando costituite da materiali differenti), sia in corrispondenza dell’incontro tra chiusure opache e serramenti. Per favorire l’adozione di soluzioni di involucro massive, molte Regioni prevedono lo scomputo degli extraspessori murari che migliorano le prestazioni termiche delle pareti di chiusura al fine di ovviare alla tendenza costruttiva di ridurre lo spessore delle stesse per massimizzare la superficie vendibile interna. Alle analisi energetiche è importante associare anche la verifica dei costi di costruzione e la valutazione dell’energia incorporata delle soluzioni tecniche esaminate, al fine di verificare l’effettiva “sostenibilità” di scelte finalizzate al risparmio energetico anche sotto il profilo della riduzione degli impatti ambientali lungo l’intero loro ciclo di vita (LCA). Spesso le questioni relative alla durabilità dei materiali e agli interventi di manutenzione e sostituzione sono trascurate; in realtà, se si vogliono abbassare gli impatti ambientali lungo il ciclo di vita, una strategia importante è quella di assicurare una durata la più estesa possibile, che permetta di “diluire” nel tempo le energie incorporate immesse al momento della costruzione. Oltre all’attenzione riposta nei confronti degli impatti relativi alla fase d’uso, sarebbe dunque opportuno tenere in considerazione anche quelli relativi alla costruzione e manutenzione dell’edificio, puntando su soluzioni caratterizzate non solo da bassi consumi energetici, ma anche da durata elevata e ridotte necessità di manutenzione e sostituzione dei componenti nel lungo periodo. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 5 Il quadro di riferimento 1. Il quadro di riferimento Il settore delle costruzioni è uno dei principali protagonisti della questione ambientale, a causa dello sfruttamento di risorse materiali non rinnovabili, dell’uso del territorio, del consumo energetico relativo a tutte le fasi del ciclo di vita dei prodotti edilizi e della produzione di rifiuti da demolizione. Dunque, costruire incide notevolmente sulla creazione di impatti ambientali, che si manifestano sia come consumo di risorse, sia come inquinamento dell’ambiente. Il fattore che genera maggiori impatti nel settore edilizio è costituito dai consumi energetici. Questo determina, oltre alla questione ambientale, il problema dell’approvvigionamento delle fonti energetiche non rinnovabili da parte dei Paesi occidentali, che ha implicazioni di tipo economico e politico. Dai dati forniti dall’Enea emerge che la somma dei consumi energetici (produzione e gestione) attribuibili agli edifici, nel complesso, si avvicina al 50% dei consumi nazionali, in termini primari, e lo stesso rapporto si ha nelle emissioni di anidride carbonica (ENEA, 2005). Inoltre, l’aumento dei consumi energetici è dato principalmente dall’incremento dei consumi elettrici e in particolare dalla crescita del picco estivo, dovuto soprattutto agli usi civili. Per quanto riguarda la CO2 si è quindi di fronte a una crescita di emissioni dovuta all’aumento della richiesta elettrica e questo compromette le azioni necessarie per rispettare gli impegni previsti dal Protocollo di Kyoto. Nasce da qui la necessità prioritaria di governare gli assorbimenti energetici legati alla gestione (riscaldamento, condizionamento estivo, produzione di acqua calda, illuminazione, ventilazione, uso degli elettrodomestici). Emissioni per settore dei principali gas serra con evidenziate le emissioni del settore civile (ENEA, 2005). 6 Una considerazione rilevante è che la quota predominante dei consumi energetici del civile è da attribuire al settore residenziale. In un contesto di crescita economica di tale comparto, di continuo aumento della richiesta energetica, con conseguenti problemi politico-sociali, economici e ambientali, è sempre più stringente l’importanza di mettere in atto strategie di risparmio energetico per il contenimento dei consumi. Il ruolo chiave del settore residenziale nel contesto economico e del contenimento della componente energetica richiede, dunque, una indagine più dettagliata per individuare le criticità su cui è possibile agire per attuare azioni strategiche di significativa riduzione. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Nel quadro dei consumi energetici italiani, la climatizzazione degli edifici è responsabile del 30% dei consumi totali finali. In particolare, l’incidenza della fase d’uso degli edifici residenziali è considerevole ed è responsabile di impegni energetici e impatti ambientali insostenibili. La domanda energetica del settore residenziale in Italia è determinata per il 70% dal riscaldamento, per il 15% da usi elettrici obbligati, per il 10% dalla produzione di acqua calda e per il rimanente 5% dagli usi di cucina (ENEA 2005). Dalle stime dei consumi in fase d’uso, l’energia utilizzata per la climatizzazione degli ambienti è pari a 150 kWh/m2 anno: quindi, in un periodo di 50 anni di vita utile, l’energia consumata in fase d’uso è dieci volte superiore a quella impiegata nella produzione di materiali e nella costruzione (Wienke, 2002). Dal confronto dei dati italiani con quelli del resto dell’Europa (Eurostat), emerge che l’Italia ha un valore molto alto, rispetto agli altri Paesi europei, nei consumi di energia imputabili al settore residenziale. Nel 2000, infatti, i consumi di energia nel residenziale sono stati di 36,18 Mtep/a, di cui 32,51 da fonti non rinnovabili e 3,67 da fonti rinnovabili (nel totale sono compresi riscaldamento, produzione di acSuperfici raffrescate, milioni di m2 qua calda sanitaria, cottura cibi). 600 L’Italia rappresenta, nell’ambito dell’area mediterranea, il Paese 500 con il maggior consumo di energia per il riscaldamento delle 400 abitazioni. Mm2 cooled Il quadro di riferimento 1.1 La climatizzazione residenziale in periodo invernale ed estivo Trend di crescita delle superfici raffrescate per i diversi Paesi dal 1985 al 2020 (Commissione Europea, EECCAC, 2003). 300 600 Oltre ai consumi invernali, si riscontra, in particolare, una con200 tinua crescita 500 dei consumi energetici legata soprattutto all’aumento 100 della richiesta400 di energia elettrica e alla crescita del picco estivo, 0 300 dovuto in particolare agli usi civili 1985 1990 1995 2000 2005 2010 (ENEA, 2005). Il consumo di200 energia ha registrato, infatti, un incremento notevole a causa del forte aumento del condizionamento estivo nel residenziale, esploso a 100 2004. partire dall’estate La crescita dei consumi per il condizionamento estivo – si stimano più di 2 0 installazioni/anno di condizionatori – non è un problema milioni di nuove 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 solo italiano: in Europa, si sta verificando un incremento generale (imputabile soprattutto al settore terziario). Il ruolo dell’Italia è però notevole, dal momento che, insieme alla Spagna, influisce per il 50% nella crescita delle superfici raffrescate in Europa (Commissione Europea, EECCAC, 2003): nel nostro Paese si consuma più per raffrescare che per riscaldare, soprattutto al Sud, fino a cinque volte di più (Stazi, 2005). L’aumento dei consumi di energia elettrica è dovuto principalmente all’aumento delle famiglie in possesso di un condizionatore con una percentuale che è passata dal 10,7% del 2001 al 16,4% del 2003. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Spagna Italia Francia Germania Grecia Portogallo 2015 2020 2025 Spagna Italia Francia Germania Grecia Portogallo 7 Il quadro di riferimento 1.2 La normativa nazionale sul rendimento energetico degli edifici Zone climatiche e gradi giorno in Italia. Zona Gradi giorno A B fino a 600 da 600 a 900 C da 900 a 1400 da 1400 a 2100 D E da 2100 a 3000 8 F oltre 3000 Il 4 gennaio del 2003 è entrata in vigore la direttiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio, emanata il 16 dicembre 2002, riguardante le prestazioni energetiche degli edifici residenziali e non (EPBD, Energy Performance of Buildings Directive). La direttiva nasce con tre obiettivi fondamentali: 1. portare un sostanziale miglioramento dell’efficienza energetica nel settore delle costruzioni dell’UE (risparmio energetico del 22% entro il 2010); 2. influenzare il mercato mondiale dell’energia e quindi la sicurezza degli approvvigionamenti nel medio e lungo termine, onde evitare un ulteriore aumento della dipendenza energetica dei Paesi UE dalle fonti energetiche esterne; 3. limitare le elevate quantità di gas serra emesse e dare così concreta risposta agli obiettivi del Protocollo di Kyoto. La direttiva EPBD lascia ai Località singoli Stati membri la deLampedusa, Linosa, Porto Empedocle finizione di limiti normativi Agrigento, Catania, Crotone, Messina, Palermo, e linee guida in relazione Reggio Calabria, Siracusa, Trapani alle esigenze e alle conBari, Benevento, Brindisi, Cagliari, Caserta, Catanzaro, dizioni specifiche di ogni Cosenza, Imperia, Latina, Lecce, Napoli, Oristano, Ragusa, contesto nazionale, opporSalerno, Sassari, Taranto tunità sfruttata dai Paesi Ancona, Ascoli Piceno, Avellino, Caltanissetta, Chieti, della fascia mediterranea Firenze, Foggia, Forlì, Genova, Grosseto, Isernia, La Spezia, – Spagna, Portogallo, FranLivorno, Lucca, Macerata, Massa, Carrara, Matera, Nuoro, cia e Grecia, aventi caratPesaro, Pescara, Pisa, Pistoia, Prato, Roma, Savona, Siena, teristiche climatiche simili Teramo, Terni, Vibo Valentia, Viterbo a quelle dell’Italia – che Alessandria, Aosta, Arezzo, Asti, Bergamo, Biella, Bologna, hanno recepito la direttiva Bolzano, Brescia, Campobasso, Como, Cremona, Enna, Ferrara, Cesena, Frosinone, Gorizia, L’Aquila, Lecco, Lodi, europea sul rendimento Mantova, Milano, Modena, Novara, Padova, Parma, Pavia, energetico cercando di dare Perugia, Piacenza, Pordenone, Potenza, Ravenna, Reggio risposta alle specificità Emilia, Rieti, Rimini, Rovigo, Sondrio, Torino, Trento, Treviso, del loro contesto climatiTrieste, Udine, Varese, Venezia, Vercelli, Verona, Vicenza co, così come specificato Belluno, Cuneo dalla direttiva stessa, e affrontando in particolare la questione estiva. Tale opportunità è stata inizialmente mancata, invece, dall’Italia che ha recepito la direttiva con il D.Lgs. 192/05, “Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilizia”, successivamente aggiornato dal D.Lgs. 311/06 recante “Disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192”, tramite il quale sono state modificate le prescrizioni già presenti nel primo decreto, soprattutto quelle inerenti i requisiti minimi in materia di prestazioni energetiche degli edifici – nell’allegato C del decreto sono proposti nuovi valori di prestazione energetica per la climatizzazione invernale, con tre soglie temporali (2006, 2008, 2010) di entrata in vigore di valori via via più restrittivi –, senza però integrare la verifica del fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale con quella del fabbisogno energetico estivo, nonostante nella direttiva EPBD RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 9 Il quadro di riferimento si faccia esplicito riferimento alla “crescente proliferazione degli impianti di condizionamento dell’aria nei Paesi del sud dell’Europa” e conseguentemente si sottolinei che “dovrebbe essere accordata priorità alle strategie che contribuiscono a migliorare il rendimento termico degli edifici nel periodo estivo”. Questi aspetti vengono affrontati nel nuovo DPR n. 59 del 2 aprile 2009. Il Decreto attuativo dell’art. 4 del D.Lgs. 192/05 introduce come metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici le norme tecniche della serie UNI/TS 11300: •UNI/TS 11300-1, “Prestazioni energetiche degli edifici - parte 1: determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale”; •UNI/TS 11300-2, “Prestazioni energetiche degli edifici - parte 2: determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria”. Sempre il DPR attuativo prevede che, nel caso di edifici di nuova costruzione e di ristrutturazione di edifici esistenti, si debba determinare, in sede di progetto, la prestazione energetica per il raffrescamento estivo dell’involucro edilizio e verificare che non sia superiore a 40 kWh/m2a nelle zone climatiche A e B e a 30 kWh/m2a nelle zone climatiche C, D, E ed F nel caso di edifici residenziali; a 14 kWh/m3a nelle zone climatiche A e B e a 10 kWh/m3a nelle Valori limite della trasmittanza zone climatiche C, D, E ed F in tutti gli altri edifici. termica U delle chiusure Queste verifiche appaiono oltremodo importanti in una nazione caratterizzata opache verticali, orizzontali anche da elevati consumi energetici estivi, e sollecita una progettazione ato inclinate di copertura e tenta a soluzioni di involucro adeguate a favorire il contenimento dei consumi orizzontali inferiori, per zona climatica. energetici non solo invernali, ma anche estivi. Nel Decreto attuativo vengono definite le modalità di verifica. Nel caso di Valori limite della trasmittanza termica U delle strutture opache verticali edifici di nuova costruzione e nei casi di ri- espressa in W/m2K Dall’1 gennaio 2006 Dall’1 gennaio 2008 Dall’1 gennaio 2010 strutturazione di edifici esistenti, occorre Zona climatica U (W/m2K) U (W/m2K) U (W/m2K) procedere alla verifica che la prestazione A 0,85 0,72 0,62 energetica Epi relativa alla climatizzazione B 0,64 0,54 0,48 C 0,57 0,46 0,40 invernale risulti inferiore ai valori limite D 0,50 0,40 0,36 (definiti nel D.Lgs. 311/06). E 0,46 0,37 0,34 Nel caso di ristrutturazioni, totali o F 0,44 0,35 0,33 parziali, e di interventi di manutenzione Valori limite della trasmittanza termica2 U delle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura espressa in W/m K straordinaria dell’involucro che non siano Zona Dall’1 gennaio 2006 Dall’1 gennaio 2008 Dall’1 gennaio 2010 “integrali” e che abbiano una superficie climatica U (W/m2K) U (W/m2K) U (W/m2K) 2 A 0,80 0,42 0,38 utile inferiore a 1.000 m , occorre pro B 0,60 0,42 0,38 cedere alla verifica che la trasmittanza C 0,55 0,42 0,38 D 0,46 0,35 0,32 termica delle chiusure non superi i valori E 0,43 0,32 0,30 limite, ed è possibile omettere la verifica F 0,41 0,31 0,29 del fabbisogno di energia primaria. Per Valori limite della trasmittanza termica U delle strutture opache orizzontali tutti i casi, qualora il rapporto tra la super- di pavimento espressa in W/m2K Dall’1 gennaio 2006 Dall’1 gennaio 2008 Dall’1 gennaio 2010 ficie trasparente complessiva dell’edificio e Zona climatica U (W/m2K) U (W/m2K) U (W/m2K) la sua superficie utile sia inferiore a 0,18, A 0,80 0,74 0,65 B 0,60 0,55 0,49 possono essere verificate solamente le C 0,55 0,49 0,42 trasmittanze termiche limite, omettendo D 0,46 0,41 0,36 il calcolo del fabbisogno annuo di energia E 0,43 0,38 0,33 F 0,41 0,36 0,32 primaria. Per tutti gli edifici, infine, il va- Il quadro di riferimento lore di trasmittanza delle partizioni interne orizzontali e verticali (tra edifici o tra unità immobiliari confinanti) deve essere inferiore a 0,8 W/m2K. Al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, il Decreto attuativo richiede di: •valutare l’efficacia dei sistemi schermanti delle superfici vetrate al fine di ridurre l’apporto di calore per irraggiamento solare in estate; •favorire, attraverso la distribuzione degli spazi, la ventilazione naturale oppure, laddove la ventilazione naturale non sia efficace, prevedere sistemi di ventilazione meccanica; •verificare, nelle zone climatiche A, B, C, D e E, per le località nelle quali il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, Im,s, sia maggiore o uguale a 290 W/m2, che il valore della massa superficiale Ms delle pareti opache verticali, comprese nel quadrante sud-ovest/sud/sud-est, sia superiore a 230 kg/m2, oppure che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica YIE sia inferiore a 0,12 W/m2K; •verificare che tutte le pareti opache orizzontali e inclinate abbiano un valore del modulo della trasmittanza termica periodica YIE inferiore a 0,20 W/m2K. Per quest’ultimo punto, viene specificato che gli effetti positivi che si ottengono con il rispetto dei valori di massa superficiale o di trasmittanza termica Valori limite (per il 2006, periodica delle pareti opache possono essere raggiunti, in alternativa, con 2008 e 2010) dell’indice di l’utilizzo di tecniche e materiali, anche innovativi, che permettano di conprestazione energetica per la tenere le variazioni della temperatura interna in funzione dell’andamento climatizzazione invernale, in dell’irraggiamento solare. kWh/m2 anno, valido per gli edifici residenziali. La trasmittanza termica periodica YIE (W/m2K) dipende dalla trasmittanza (U) e dal fattore di atteValori applicabili da gennaio 2006 nuazione f: Zona climatica YIE = U . f Rapporto di forma dell’edificio S/V A fino a 600 GG da 601 GG B a 900 GG da 901 GG C a 1400 GG da 1401 GG D E a 2100 GG da 2101 GG a 3000 GG F oltre 3000 GG ≤ 0,2 10 10 15 15 25 25 40 40 55 55 ≥ 0,9 45 45 60 60 85 85 110 110 145 145 Valori applicabili da gennaio 2008 Rapporto di forma dell’edificio S/V Zona climatica A fino a 600 GG B C da 601 GG a 900 GG da 901 GG a 1400 GG da 1401 GG D a 2100 GG da 2101 GG E a 3000 GG F oltre 3000 GG ≤ 0,2 9,5 9,5 14 14 23 23 37 37 52 52 ≥ 0,9 41 41 55 55 78 78 100 100 133 133 da 2101 GG a 3000 GG F oltre 3000 GG Valori applicabili da gennaio 2010 Rapporto di forma dell’edificio S/V Zona climatica A fino a 600 GG B C da 601 GG a 900 GG da 901 GG a 1400 GG da 1401 GG D E a 2100 GG ≤ 0,2 8,5 8,5 12,8 12,8 21,3 21,3 34 34 46,8 46,8 ≥ 0,9 36 36 48 48 68 68 88 88 116 116 10 Questa precisazione è una implicita ammissione che l’obiettivo da ottenere è il contenimento delle oscillazioni di temperatura, calcolabile tramite i parametri di attenuazione e sfasamento, secondo la EN 13786. Oltretutto, valori significativi di attenuazione e sfasamento sono “auspicabili” non solo nelle località segnalate, ma in generale in tutte le costruzioni, ai fini del comfort termico, così come evidenziato dai più recenti strumenti di certificazione energetico-ambientale, come il Protocollo Itaca. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Requisito: 4.3.3. INERZIA TERMICA Area di Valutazione: 4-Qualità ambiente interno Esigenza: mantenere condizioni di comfort termico negli ambienti interni nel periodo estivo, evitando il surriscaldamento dell’aria. Categoria di requisito: 4.3-Comfort termico Indicatore di protezione: coefficiente di sfasamento ed attenuazione dell’onda termica. Unità di misura: coefficiente di sfasamento in ore. Il coefficiente di attenuazione è adimensionale. Metodo e strumenti di verifica: nota la trasmittanza termica della parete (U), il suo spessore (s) e la sua massa volumica (mv), è possibile individuare i rispettivi coefficienti di sfasamento (ϕ) e di attenuazione (fa) per mezzo della tabella 1. Strategie di riferimento: impiego di murature “pesanti” di involucro. Devono avere una elevata capacità termica e una bassa conduttività termica. Tabella 1 - Coefficiente di attenuazione fa e sfasamento ϕ (in ore) per pareti verticali con isolamento ripartito U W/m2K <0,4 0,4 - 0,6 0,6 - 0,8 > 0,8 M (kg/m2) 150 fa 0,45 0,48 0,54 0,60 ϕ 6 6 6 6 200 f a ϕ 0,35 8 0,40 8 0,46 8 0,50 8 250 f a 0,25 0,30 0,35 0,43 ϕ 10 9 9 8 300 f a ϕ 0,15 12 0,20 10 0,27 10 0,27 10 350 fa 0,10 0,15 0,20 0,20 ϕ 14 12 12 12 400 fa 0,07 0,12 0,14 0,14 Requisito “inerzia termica” per la certificazione energeticoambientale secondo il Protocollo Itaca (Istituto per la Trasparenza degli Appalti e la Compatibilità Ambientale). Il Protocollo Itaca è lo strumento messo a punto dalle Regioni per la certificazione energetico-ambientale degli edifici, allo scopo di accedere a incentivi pubblici dietro la verifica della effettiva sostenibilità dei progetti. ϕ 16 14 14 14 U è la trasmittanza termica della parete. M è la massa fisica areica della parete [ottenuta come somma dei prodotti della massa volumica (mv) di ciascuno strato per il relativo spessore (s)]. Tabella 2 - Coefficiente di sfasamento ϕ (in ore) per pareti verticali con isolamento concentrato Tipo di parete Posizione isolamento Muratura portante: Interno - con isolamento concentrato Intermedio Esterno Muratura non portante: Interno - con isolamento concentrato Intermedio Esterno Pareti di tamponamento: Isolante (spessore 6 cm) - prefabbricate multistrato - pareti finestrate ϕ 11 11 11 8 8 8 4 0 Scala di prestazione: Punteggio Prestazione quantitativa Punteggio raggiunto Sfasamento 6 ore, attenuazione 0,60 -2 (*) Sfasamento 7 ore, attenuazione 0,48 -1 Sfasamento 8 ore, attenuazione 0,40 0 Sfasamento 9 ore, attenuazione 0,35 1 Sfasamento 10 ore, attenuazione 0,30 2 Sfasamento 11 ore, attenuazione 0,20 3 Sfasamento 12 ore, attenuazione 0,15 4 Sfasamento 14 ore, attenuazione 0,12 5 (*) Giustificare il punteggio raggiunto con idonee motivazioni e/o documentazioni da allegare. Riferimenti tecnici: UNI 10375 “Metodo di calcolo della temperatura interna estiva degli ambienti”. L’importanza di questi due parametri viene riconosciuta anche dalle Linee Guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici, che li introduce come parametri sostitutivi dell’indice di prestazione termica per il raffrescamento (EPe,invol) nel caso di edifici esistenti. In tal caso, la classificazione ai fini della certificazione energetica valida per tutte le destinazioni d’uso, è riportata nella tabella accanto. Classificazione, definita dalle Linee Guida nazionali e valida per tutte le destinazioni d’uso, della qualità prestazionale dell’involucro, al fine di contenere il fabbisogno per la climatizzazione estiva. In base ai valori di sfasamento e attenuazione dell’involucro, è possibile determinare la “classe” di prestazione termica estiva dell’edificio ai fini della certificazione energetica. Sfasamento Attennuazione Prestazioni (ore) S > 12 Qualità prestazionale fa < 0,15 Ottime I 12 ≥ S > 10 0,15 ≤ fa < 0,30 Buone II 10 ≥ S > 8 0,30 ≤ fa < 0,40 Medie III 8 ≥ S > 6 0,40 ≤ fa < 0,60 Sufficienti IV 6 ≥ S 0,60 ≤ fa Mediocri V RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 11 Il quadro di riferimento Il quadro di riferimento Irradiazione solare giornaliera Irradianza diretta diffusa globale sul piano località (MJ/m2) (MJ/m2) (MJ/m2) orizzontale Hdh Hbh Hdh+Hbh (W/m2) Irradiazione solare giornaliera Irradianza diretta diffusa globale sul piano località (MJ/m2) (MJ/m2) (MJ/m2) orizzontale Hdh Hbh Hdh+Hbh (W/m2) 12 Agrigento Alessandria Ancona Aosta Ascoli Piceno Aquila Arezzo Asti Avellino Bari Bergamo Belluno Benevento Bologna Brindisi Brescia Bolzano Cagliari Campobasso Caserta Chieti Caltanissetta Cuneo Como Cremona Cosenza Catania Catanzaro Enna Ferrara Foggia Firenze Forlì-Cesena Frosinone Genova Gorizia Grosseto Imperia Isernia Crotone Lecco Lodi Lecce Livorno Latina Lucca Macerata Messina Milano Mantova Modena Massa-Carrara Matera Napoli Novara 5,4 7,7 6,9 8,0 7,1 7,7 7,7 7,8 6,6 5,9 7,8 7,9 6,8 7,1 6,4 7,4 7,8 6,5 6,9 6,2 6,8 6,1 8,1 7,9 7,2 6,0 6,1 6,5 6,0 6,8 7,0 6,7 7,5 6,9 7,4 7,7 6,6 6,8 7,2 6,8 7,9 7,4 6,5 6,9 6,2 7,3 7,1 6,6 7,5 7,3 7,2 7,1 6,8 6,6 7,4 24,2 14,9 19,1 13,0 18,5 15,9 15,4 14,7 20,3 22,7 14,6 14,0 19,6 18,5 21,0 17,0 14,7 20,8 19,6 21,6 19,6 22,1 12,2 14,2 17,8 23,6 22,1 20,9 22,6 19,8 18,6 19,9 16,4 19,0 17,4 15,3 20,5 19,6 18,0 19,8 14,2 17,1 20,7 19,3 21,7 17,4 18,3 20,6 16,5 17,4 17,8 18,3 19,7 20,6 16,9 29,6 22,6 26,0 21,0 25,6 23,6 23,1 22,5 26,9 28,6 22,4 21,9 26,4 25,6 27,4 24,4 22,5 27,3 26,5 27,8 26,4 28,2 20,3 22,1 25,0 29,6 28,2 27,4 28,6 26,6 25,6 26,6 23,9 25,9 24,8 23,0 27,1 26,4 25,2 26,6 22,1 24,5 27,2 26,2 27,9 24,7 25,4 27,2 24,0 24,7 25,0 25,4 26,5 27,2 24,3 343 262 301 243 296 273 267 260 311 331 259 253 306 296 317 282 260 316 307 322 306 326 235 256 289 343 326 317 331 308 296 308 277 300 287 266 314 306 292 308 256 284 315 303 323 286 294 315 278 286 289 294 307 315 281 Nuoro Oristano Palermo Piacenza Padova Pescara Perugia Pisa Pordenone Prato Parma Pistoia Pesaro-Urbino Pavia Potenza Ravenna Reggio Calabria Reggio Emilia Ragusa Rieti Roma Rimini Rovigo Salerno Siena Sondrio La Spezia Siracusa Sassari Savona Taranto Teramo Trento Torino Trapani Terni Trieste Treviso Udine Varese Verbania Vercelli Venezia Vicenza Verona Viterbo 6,2 6,3 6,3 7,1 8,0 6,9 7,1 6,9 7,9 7,5 6,8 7,1 7,7 7,3 7,0 7,2 6,8 7,1 6,9 7,7 6,6 7,0 6,9 7,6 7,4 7,8 7,0 6,3 6,1 7,6 6,1 7,1 7,3 7,6 5,8 7,6 7,7 7,2 7,9 8,0 7,7 7,4 6,4 7,9 8,0 7,4 21,8 21,3 21,6 18,4 13,5 19,2 18,4 19,1 14,1 16,2 19,5 18,3 15,3 17,5 19,0 18,1 21,1 18,3 19,8 15,6 20,5 18,7 19,0 16,2 17,0 14,6 18,8 21,6 22,0 16,1 22,0 18,6 17,3 15,9 23,1 16,4 15,6 17,3 14,1 14,0 15,5 17,0 20,7 14,2 13,6 17,4 28,0 27,6 27,9 25,5 21,5 26,1 25,5 26,0 22,0 23,7 26,3 25,4 23,0 24,8 26,0 25,3 27,9 25,4 26,7 23,3 27,1 25,7 25,9 23,8 24,4 22,4 25,8 27,9 28,1 23,7 28,1 25,7 24,6 23,5 28,9 24,0 23,3 24,5 22,0 22,0 23,2 24,4 27,1 22,1 21,6 24,8 324 319 323 295 249 302 295 301 255 274 304 294 266 287 301 293 323 294 309 270 314 297 300 275 282 259 299 323 325 274 325 297 285 272 334 278 270 284 255 255 269 282 314 256 250 287 numero di località >290 W/m2 <290 W/m2 57 44 Valori medi mensili dell’irradianza sul piano orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, Im,s, (W/m2). Fonte dati: Norma UNI 10349 Dati climatici MJ/m2 x 1.000.000 = W/m2 24h . 3600 s/h RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il calcolo del fabbisogno energetico invernale 2. Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Allo stato attuale, i riferimenti normativi principali per il calcolo del fabbisogno energetico di un edificio sono la norma UNI EN ISO 13790:2008, Prestazione energetica degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento di edifici residenziali e non residenziali, e la norma UNI TS 11300, Prestazioni energetiche degli edifici. Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale, che definisce le modalità per l’applicazione italiana della norma precedente. Entrambe prevedono un metodo di calcolo quasi stazionario su base mensile. A titolo esemplificativo, nel presente capitolo è illustrato il metodo di calcolo contenuto nella norma UNI EN 832:2001, esplicitamente citata dal D.Lgs. 192/05 e s.m.i. e sostituita dalla UNI EN ISO 13790:2008, basato su un bilancio energetico in regime quasi stazionario in maniera analoga a quanto previsto nella UNI EN ISO 13790:2008. Il calcolo prende in considerazione il solo spazio riscaldato, denominato “edificio”, che può essere considerato come un’unica zona termica o essere suddiviso in diverse zone termiche, con differenti temperature interne di progetto e diverso funzionamento dell’impianto. Il calcolo può essere svolto su base stagionale o mensile. energia fornita fabbisogno energetico da fornire all’impianto apporti solari apporti interni apporti gratuiti perdite dispersioni termiche perdite del sistema di riscaldamento per trasmissione copertura chiusure trasparenti per ventilazione chiusure opache Bilancio energetico in regime stazionario per il calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento di edifici residenziali secondo la norma UNI EN 832:2001. solaio inferiore La procedura prevede i seguenti dati di ingresso necessari per lo svolgimento del calcolo (UNI EN 832:2001, paragrafo 4): • dati relativi alla geometria del progetto (volume riscaldato, composizione delle chiusure esterne d’involucro e delle partizioni tra ambienti riscaldati e non); • dati relativi all’impianto, principalmente il rendimento del sistema di riscaldamento; • dati climatici della località (temperature, gradi giorno e radiazione solare); • dati necessari per il calcolo degli apporti gratuiti e il relativo fattore di utilizzazione di tali apporti, ossia il fattore di riduzione ai fini di considerare solo gli apporti effettivamente utili. Sulla base dei dati di ingresso, la norma UNI EN 832:2001 determina: 1) le dispersioni termiche [J], durante il periodo di riscaldamento, per trasmissione e per ventilazione dall’ambiente interno all’ambiente esterno o ad ambienti adiacenti riscaldati e non: – le prime prendono in considerazione le trasmittanze termiche delle chiusure esterne orizzontali e verticali, i ponti termici lineari e puntuali, le perdite di calore attraverso il terreno (secondo la norma UNI EN 13370); RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 13 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale – le seconde si basano invece sulla portata d’aria di rinnovo dell’edificio, con una quantità minima dell’aria di ricambio di 0,5 volumi all’ora (UNI EN 832:2001, paragrafo 5); 2) gli apporti gratuiti [W/m2], in particolare distinguendo tra apporti di calore interni (in assenza di dati specifici, si considerano 5 W/m2 per superficie di pavimento riscaldata) e apporti solari (entrano in gioco la radiazione solare, la geometria delle aperture, l’orientamento delle superfici), la presenza di ostruzioni e i fattori di assorbimento delle superfici soleggiate (UNI EN 832:2001, paragrafo 6); 3) il fabbisogno di energia termica [J] che deve essere fornito all’ambiente riscaldato per mantenere la temperatura interna di progetto nell’edificio (UNI EN 832:2001, paragrafi 7 e 8) mediante un calcolo stagionale o mensile basato sul seguente bilancio termico: Qh = Ql – (η * Qg) dove: Ql sono le dispersioni termiche [J]; Qg sono gli apporti termici gratuiti [J]; η è il fattore di utilizzazione, ossia il fattore di riduzione degli apporti termici che tiene conto del comportamento dinamico degli apporti solari ed interni [adimensionale]; 4) il fabbisogno energetico annuale [J] che deve essere fornito all’impianto dell’edificio per il riscaldamento dello spazio (UNI EN 832:2001, paragrafo 9) sulla base del seguente bilancio termico: Q + Qr = Qh + Qw + Qt dove: Q è il fabbisogno energetico per il riscaldamento dell’edificio [J]; Qr è il calore recuperato dai sistemi ausiliari, dai sistemi di riscaldamento e dall’ambiente [J] (non viene fornito un metodo di calcolo all’interno della norma UNI EN 832:2001); Qh è il fabbisogno di calore per il riscaldamento dello spazio [J]; Qw è il calore richiesto per l’acqua calda sanitaria [J]; Qt è il totale delle dispersioni termiche dovute al sistema di riscaldamento [J] (non viene fornito un metodo di calcolo all’interno della norma UNI EN 832:2001). Oltre a considerare il tipo di impianto di riscaldamento e il fabbisogno di calore per il riscaldamento, la norma introduce anche il concetto di fabbisogno di calore per la produzione di acqua calda sanitaria e il recupero di energia da altri sistemi. Il quadro di riferimento normativo per la procedura introdotta dalla norma UNI EN 832:2001 è piuttosto complesso, come evidenziato nella schematizzazione dei riferimenti da seguire nella procedura di calcolo. Riferimenti normativi per il calcolo del fabbisogno energetico. UNI EN 832 Qh fabbisogno energetico utile ideale riferimenti normativi: UNI 6946 - calcolo della trasmittanza termica UNI 14683 - calcolo dei ponti termici UNI EN ISO 13370 - calcolo delle dispersioni sul terreno UNI 10351 - proprietà dei materiali UNI 10349 - dati climatici UNI 10347 - calcolo delle dispersioni nelle tubazioni UNI 10077 - calcolo degli elementi finestrati UNI EN ISO 10456:2008 - proprietà igrometriche dei materiali 14 Q fabbisogno stagionale di energia primaria riferimenti normativi: UNI 10348 - rendimenti dei sistemi di riscaldamento FEN fabbisogno energetico normalizzato riferimenti normativi: UNI EN 10379 fabbisogno energetico convenzionale normalizzato RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il calcolo del fabbisogno energetico invernale 2.1 Le norme tecniche per il calcolo del fabbisogno energetico invernale Numerose sono le norme tecniche per definire i consumi energetici di un edificio. Il D.Lgs. 192/05 definisce i concetti di prestazione energetica, efficienza energetica ovvero rendimento di un sistema edilizio come “la quantità annua di energia effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per soddisfare i vari bisogni connessi ad un uso standard dell’edificio, compresi la climatizzazione invernale ed estiva, la preparazione dell’acqua calda per usi igienici sanitari, la ventilazione e l’illuminazione. Tale quantità viene espressa da uno o più descrittori che tengono conto della coibentazione, delle caratteristiche tecniche e di installazione, della progettazione e della posizione in relazione agli aspetti climatici, dell’esposizione al sole e dell’influenza delle strutture adiacenti, dell’esistenza di sistemi di trasformazione propria di energia e degli altri fattori, compreso il clima degli ambienti interni, che influenzano il fabbisogno energetico”. Il fabbisogno di energia primaria (FEP) è l’indicatore principale e unico richiesto nella procedura di calcolo ai fini del rilascio della certificazione energetica prevista dal D.Lgs. 192/05 e dell’attestato di qualificazione energetica, così come definito dal D.Lgs. 311/06. È l’indicatore più versatile e pratico per confrontare diversi flussi e vettori energetici. Per comprendere il significato di questo indicatore, è necessario introdurre il concetto di energia primaria, definita come il potenziale energetico proprio delle fonti non rinnovabili allo stato naturale, prima cioè del loro processo di trasformazione. Per esempio, un edificio con un fabbisogno di energia utile (Qh), come definito dalla norma UNI EN 832:2001 e determinato attraverso il calcolo del bilancio globale, può consumare energia in maniera molto diversa a seconda di come questa venga prodotta dai sistemi di impianto e fornitura di energia. Si passa dal concetto di “fabbisogno” di energia primaria al concetto di “consumo” di energia primaria. Il fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale, così come definito dal D.Lgs. 311/06, è la quantità di energia primaria globalmente richiesta, nel corso di un anno, per mantenere negli ambienti riscaldati la temperatura di progetto, in regime di attivazione continua. Questa definizione corrisponde al vecchio concetto di fabbisogno energetico convenzionale Q o FEC, secondo la definizione introdotta dalla normativa nazionale con il D.P.R. n. 412/93, come la quantità di energia primaria globalmente richiesta, per mantenere negli ambienti riscaldati la temperatura al valore costante di 20°C, durante i periodi fissati per le diverse zone climatiche e per tutta la stagione di riscaldamento. L’indice di prestazione energetica EP, introdotto dal D.Lgs. 311/06, esprime il consumo di energia primaria totale riferito all’unità di superficie utile o di volume lordo, espresso rispettivamente in kWh/m2a o kWh/m3a. L’indice EP può anche essere espresso come indice EP parziale con riferimento, cioè, ad un solo uso energetico (climatizzazione invernale e/o estiva e/o produzione di acqua calda sanitaria e/o illuminazione artificiale). Il rendimento globale medio stagionale ηg è invece definito dal D.P.R. n. 412/93 come il rapporto tra il fabbisogno di energia termica utile per la RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 15 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale climatizzazione invernale e l’energia primaria delle fonti energetiche, compresa anche l’energia elettrica dei dispositivi ausiliari, calcolato con riferimento al periodo annuale di esercizio. Il D.Lgs. 311/06 lega i valori di rendimento globale medio stagionale dell’impianto termico alla potenza nominale (Pn) dell’impianto stesso, secondo la seguente distinzione: se Pn < 1000 kW : → ηg ≥ (75+3log Pn)% se Pn ≥ 1000 kW : → ηg ≥ 84% Rispetto alla normativa precedente al D.Lgs. 192/05, viene abrogato il calcolo del fabbisogno energetico normalizzato limite (FEN limite), definito dal D.P.R. n. 412/93 come il limite al fabbisogno di energia primaria richiesto dalla costruzione per la climatizzazione invernale, ossia la massima quantità di energia primaria che può essere richiesta in un anno per mantenere gli ambienti alla temperatura interna di progetto costante. In altre parole, il FEN corrisponde al fabbisogno energetico convenzionale rapportato al volume riscaldato e ai gradi giorno della località in esame, di cui la Legge 10/91 imponeva la verifica di conformità a un valore limite come stabilito dalla procedura contenuta all’interno della norma UNI EN 10379: FENlim = Q / (GG*V) [kJ/m3GG] dove: Q è il fabbisogno energetico convenzionale [J]; GG sono i gradi giorno della località in esame [adimensionale]; V è il volume riscaldato [m3]. È necessario, quindi, porre molta attenzione nel confronto tra i suddetti termini, i cui valori possono avere significati diversi. Ad esempio, il numero che assegna la classe energetica CasaClima corrisponde al fabbisogno energetico utile teorico, ossia al fabbisogno di energia termica dello spazio riscaldaDistinzione tra fabbisogno to; invece il valore richiesto dal D.Lgs. 192/05 corrisponde al FEP, ossia al termico e fabbisogno di energia primaria. fabbisogno di energia primaria annua. Mentre, infatti, il D.Lgs. 192/05 considera anche il rendimento dell’impianto installato, nel indicatore di indicatore richiesto classe energetica del D.Lgs. 192/05 per la sistema CasaClima il valore CasaClima certificazione energetica corrisponde al fabbisogno richiesto dal sistema edificio prima del passaggio al Qh FEP sistema di impianto utilizfabbisogno energetico fabbisogno stagionale zato. Nel valore finale che utile ideale di energia primaria assegna la classe energetica di appartenenza dell’edificio non si tiene conto, dunque, del rendimento bilancio rendimenti dell’impianto e, pertanto, energetico degli impianti tale valore non corrisponde dell’edificio energetici agli effettivi consumi presunti per l’edificio. 16 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Per tracciare un bilancio energetico semplificato di un edificio, considerando principalmente il fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale, è possibile ricorrere a diverse metodologie di calcolo. Sono possibili, in particolare, due procedure di calcolo: 1) calcolo semplificato su base stagionale; 2) calcolo semplificato su base mensile. Le due procedure possono essere utili in fase di progettazione preliminare, per orientare le scelte; la seconda procedura è, in realtà, quella richiesta ai fini della cerificazione energetica. A titolo esemplificativo, è stato considerato un edificio unifamiliare, ubicato a Roma ed avente per trasmittanza i valori limite previsti dal D.Lgs. 192/05 (2006). copertura piana con trasmittanza conforme ai limiti previsti dalla normativa superfici vetrate corrispondenti a 1/8 dell’area di pavimento N Caratteristiche dimensionali dell’edificio considerato negli esempi di calcolo. edificio considerato come un’unica zona termica 15 m 10 m chiusure opache con U = 0,50 W/m2K Dati di input Superficie di calpestio Altezza interpiano Gradi giorno Durata riscaldamento Ricambi d’aria Chiusure verticali opache Trasmittanza Area Chiusure verticali trasparenti Trasmittanza Area Chiusure orizzontali contro terra Trasmittanza Area Chiusure orizzontali di copertura Trasmittanza Area m2 m A h GG d n 150 3 1415 166 0,5 gg 1/h Ucvo Acvo 0,5 133,5 W/m2K m2 Ucvt Acvt 1,95 16,5 W/m2K m2 Ucot Acot 0,5 150 W/m2K m2 Ucoc Acoc 0,5 150 W/m2K m2 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 17 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale 2.2 Procedura semplificata per il calcolo del fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale Il calcolo del fabbisogno energetico invernale L’edificio ha una superficie in pianta di 150 metri quadrati e un’altezza di interpiano di 3 metri. La pianta è rettangolare con i lati maggiori esposti a nord e a sud. Per quanto riguarda la superficie delle chiusure trasparenti, sono stati soddisfatti i requisiti minimi stabiliti da un rapporto aeroilluminante di 1/8 calcolato sulla superficie di pavimento ed equamente ripartito sulle quattro esposizioni. Per semplificazione, l’edificio è da considerarsi come un’unica zona termica con temperatura interna di progetto di 20°C. 1) Calcolo semplificato su BASE STAGIONALE Il calcolo si basa su una semplificazione estrema della procedura, finalizzata alla valutazione veloce di alternative progettuali durante il processo di concezione della forma dell’edificio. Mediante questo calcolo non si ottiene un risultato attendibile dei consumi. Tuttavia, il procedimento ha il suo punto di forza nel costituire un sicuro strumento comparativo nell’esplorazione di soluzioni alternative di progetto. Dispersione per trasmissione: GG * (A*U) *coeff.*24/1000 A U coeff. GG Qt m 2 W/m2K kWh/a Chiusure verticali opache 133,5 0,5 1 1415 2.266,83 Chiusure verticali trasparenti 16,5 1,95 1 1415 1.092,66 Chiusure orizzontali contro terra 150 0,5 0,5 1415 2.547,00 Chiusure orizzontali di copertura 150 0,5 1 1415 2.547,00 8.453,49 Dispersione per ventilazione: n *V*coeff.*GG *24/1000 n 1/h 0,5 V m3 450 coeff. GG Qv W/m3K kWh/a 0,35 1415 2.674,35 Apporti gratuiti da superfici trasparenti: f.riduz.*g*A*R f.riduz. g A R Qs m2 kWh/m2a kWh/a Est 0,45 0,7 3,3 370 384,62 Sud 0,45 0,7 4,95 569 887,21 Ovest 0,45 0,7 3,3 370 384,62 Nord 0,45 0,7 4,95 155 241,68 1.898,13 Apporti gratuiti interni: d *2*A*24/1000 d gg 166 Fabbisogno di calore (perdite-guadagni) Consumi energetici con rendimento impianti al 75% Consumi energetici 18 app. int. W/m2 0,35 8.034,51 10.712,69 95,22 A m2 150 Qi kWh/a 1.195,20 kWh/a kWh/a kWh/m2a RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il calcolo del fabbisogno energetico invernale I dati di ingresso per poter svolgere il procedimento sono: •la geometria dell’edificio, considerato come un’unica zona termica; •le soluzioni tecnologiche di involucro (conoscenza dei valori di trasmittanza termica e della geometria delle chiusure verticali e orizzontali, opache e trasparenti); •i dati climatici della località (gradi giorno, durata del riscaldamento e radiazione globale su base annua per le diverse esposizioni). In pochi passaggi, si possono calcolare le dispersioni termiche (per trasmissione e per ventilazione) e i guadagni termici gratuiti (apporti solari e da apparecchiature interne). Il bilancio energetico viene espresso in kWh/a, da cui è facile risalire al valore di consumo energetico a metro quadrato. Il metodo tende a sovrastimare gli apporti gratuiti, poiché non prevede alcuna riduzione (fattore di utilizzazione η=1). 2) Calcolo semplificato su BASE MENSILE Il calcolo prevede la possibilità di procedere su base mensile o stagionale. Il bilancio energetico precedentemente presentato viene quindi riferito ai valori climatici mensili rapportati al periodo di riscaldamento. Per ogni mese risultano i valori singoli di energia dispersa e guadagnata. Il bilancio energetico è la somma di questi apporti mensili. Ai fini dell’esemplificazione, sono stati considerati alcuni calcoli approssimativi, comunque riconosciuti dalla normativa. Inoltre, la riduzione dell’edificio ad un’unica zona termica ha consentito di evitare il calcolo dell’energia Qu, ossia l’energia scambiata con ambienti non riscaldati, e dell’energia Qa, ossia l’energia scambiata con ambienti a temperatura fissa. I dati di ingresso richiesti sono quindi più numerosi rispetto al precedente calcolo e consistono in: •informazioni circa l’utilizzo dell’edificio (numero di occupanti, ricambi all’ora); •indicazioni circa la geometria dell’edificio (volume, superficie di pavimento, superfici opache e trasparenti); •caratteristiche termofisiche delle soluzioni di involucro (trasmittanze termiche e, per le superfici vetrate, anche i coefficienti solari); •indicazioni circa i dati climatici mensili (temperatura di progetto e temperature esterne mensili, temperatura di falda del terreno e irradiazione globale sulle superfici per le diverse esposizioni e secondo le incidenze orizzontali e verticali). Se si aggiunge anche il calcolo del fabbisogno energetico annuo, è necessario fornire anche i valori del rendimento ηimp dell’impianto. Nella procedura semplificata qui presentata, il calcolo è stato svolto in 5 passaggi principali, sottolineando le variabili che competono al progettista e che giocano un ruolo decisivo nel bilancio energetico complessivo. Si è fatto riferimento alla norma UNI EN 832:2001. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 19 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale a) Calcolo dei coefficienti di dispersione termica (scheda 1) Le dispersioni termiche si possono raggruppare in tre sottocategorie principali: le dispersioni termiche per trasmissione con l’esterno, le dispersioni verso il terreno e le dispersioni per ventilazione e infiltrazione d’aria. Vengono tralasciate, in questo caso, le dispersioni per trasmissione tra ambienti a temperatura diversa, poiché l’esempio considera l’edificio come un’unica zona termica. Si sottolinea il ruolo fondamentale della corretta progettazione delle interfacce tecniche tra interno ed esterno in corrispondenza dei ponti termici. La norma introduce, infatti, una serie di calcoli specifici per la determinazione dei ponti termici puntiformi, della trasmittanza di elementi non omogenei e correzioni per tenere conto dello strato d’aria e dei fissaggi metallici di attraversamento nello spessore isolante. Per il calcolo del coefficiente delle dispersioni termiche per trasmissione con l’esterno, si deve soddisfare la seguente equazione: Ht = Σ(U*S) [W/K] I dati di ingresso per il calcolo sono le superfici (S) e le trasmittanze (U) di tutti gli elementi di chiusura opachi e non. In questo passaggio è determinante la scelta delle soluzioni di involucro. Il progettista è tenuto a conoscere i valori di trasmittanza delle pareti, ricostruendo la stratigrafia dei singoli componenti a partire dai dati tecnici dei prodotti impiegati. È altresì importante calibrare il rapporto di finestratura delle pareti verticali, al fine di ridurre al minimo le superfici vetrate disperdenti. Tuttavia, le finestre consentono anche dei guadagni energetici (solari), se ben orientate. Quindi, è opportuno disporre le aperture secondo le esposizioni più favorevoli in termini di irraggiamento solare (solitamente superfici a sud). Per il calcolo del coefficiente di dispersione termica per trasmissione verso il terreno, si fa riferimento alla norma UNI EN ISO 13370, considerando un pavimento contro terra uniformemente isolato (sono tralasciati nel computo i ponti termici). Per il calcolo occorre conoscere i valori di trasmittanza, resistenza e conduttività del solaio contro terra e delle pareti perimetrali verticali corrispondenti, nonché la relativa geometria (superficie e perimetro di pavimento). Alcuni valori di conduttività del terreno sono forniti all’interno della stessa norma UNI EN ISO 13370. Per i dati restanti di calcolo, si ricorre ai valori normati: i coefficienti liminari sono tratti dalla norma EN ISO 6946. La trasmittanza termica di base del terreno Uo rispetta la procedura della norma UNI EN ISO 13370, punto 8. Il coefficiente di dispersione termica verso il terreno Hg risulta dall’espressione: Hg = Σ(Uo*S) [W/K] Il coefficiente di dispersione termica per ventilazione è dato dalla formula: Hv = ρa*ca*V’ [W/K] dove: ρa*ca è la capacità termica volumica dell’aria [J/m3K]; V’ è la portata d’aria di rinnovo dell’edificio [m3/h]. 20 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI SCHEDA 1 Si calcolano i coefficienti di dispersione per trasmissione verso l’esterno, verso il terreno e per ventilazione e infiltrazione. Calcolo del coefficiente di dispersione termica per trasmissione verso l’esterno superfici disperdenti somma delle aree di finestre a sud somma delle aree di finestre a est somma delle aree di finestre a ovest somma delle aree di finestre a nord chiusure verticali opache copertura area S m2 4,95 3,30 3,30 4,95 133,50 150,00 trasmittanza U W/m2K 1,81 1,81 1,81 1,81 0,50 0,37 Ht = SU*S > coefficiente di dispersione termica per trasmissione Ht W/K 152,12 m2 m m B’ = A/(P/2) m da ISO 6946 m2K/W punto 7.2 m2K/W utilizz. valori limite da D.Lgs. 311 W/m2K argilla 1.5, sabbia o ghiaia 2, roccia 2 m K/W omog. 3,5 W/mK punto 4.1 dt = w + lambda (Rsi + Rf + Rse) m punto 8 W/m2K Hg = SUo*S > coefficiente di dispersione termica attraverso il terreno Hg W/K 36,08 Calcolo del coefficiente di dispersione termica per trasmissione verso il terreno (da norma UNI EN ISO 13370) Per questo calcolo semplificato si considera un pavimento controterra uniformemente isolato. area del pavimento metà del perimetro sul terreno dimensione caratteristica del pavimento spessore delle pareti esterne coeff. liminare interno andamento orizzontale coeff. liminare esterno andamento orizzontale trasmittanza del solaio controterra resistenza del pavimento conduttività termica del terreno spessore equivalente totale del pavimento trasmittanza termica di base del pavimento Ax 150,00 P/2 25,00 B’ 6,00 w 0,40 Rsi 0,13 Rse 0,04 U 0,41 Rf 2,44 l 2,00 dt 5,62 Uo 0,24 Calcolo del coefficiente di dispersione termica per ventilazione e infiltrazione ricambi d’aria verso l’esterno ambiente riscaldato dell’edificio densità dell’aria calore specifico a pressione costante dell’aria volume corretto portata volumetr. dell’aria di ventilaz. naturale η V ra ca Vc V’ 0,50 450,00 1,20 1.000,00 315,00 157,50 1/h m3 kg/m3 J/kg*K m3 m3/h Hv = ra*ca*V’ > coefficiente di dispersione termica per ventilazione Hv W/K 52,50 S coefficienti di dispersione noti input output H = 237,59 W/K La portata d’aria di rinnovo dell’edificio (V’) si determina moltiplicando il volume (Vc) dell’edificio stesso corretto secondo la norma UNI EN 10379:2005, per il ricambio d’aria (n), assunto in genere a 0,3 ricambi d’aria all’ora: V’ = n*Vc [m3/h] Per quanto riguarda l’incidenza della progettazione nella determinazione del coefficiente di dispersione per ventilazione, l’unico aspetto da tenere in considerazione è la quantità del volume riscaldato. I tre coefficienti calcolati e sommati definiscono il coefficiente globale delle dispersioni (H), che ritornerà utile nel calcolo del fattore di utilizzazione η. H = Ht + Hg +Hv [W/K] b) Calcolo delle dispersioni termiche (scheda 2) Noti i coefficienti di dispersione, è possibile calcolare le dispersioni termiche su base mensile. A tal fine è necessario conoscere i dati climatici della RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 21 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Calcolo dei coefficienti di dispersione termica Il calcolo del fabbisogno energetico invernale SCHEDA 2 Calcolo deLLE dispersionI termicHE Dispersioni termiche per trasmissione verso l’esterno ottobre novembre dicembre coefficiente di dispersione termica per trasm. Ht giorni utili mensili per il calcolo N temperature di progetto interne mensili θi temperature medie esterne mensili θe dispersioni termiche per trasmissione con l’esterno Qt = Ht(θi-θe)*3600*24*N Qt Dispersioni termiche per trasmissione verso il terreno 36,08 Qg MJ 1038,10 52,50 Qv MJ 1006,99 52,50 Qv MJ 1510,49 ottobre novembre dicembre Ql = Qt + Qg + Qv Ql noti input output 36,08 Qg MJ 692,07 ottobre novembre dicembre coefficiente di dispersione termica per ventil. Hv dispersioni termiche per ventilazione e infiltrazione Qv = Hv(θi-θe)*3600*24*N Qv Perdite totali 152,12 30 20,00 8,90 Qt MJ 4376,53 ottobre novembre dicembre coeff. di dispersione termica verso i terreno Hg dispersioni termiche per trasmissione verso il terreno Qg = Hg(θi-θe)*3600*24*N Qg Dispersioni termiche per ventilazione e infiltrazioni 152,12 30 20,00 12,60 Qt MJ 2917,69 Ql MJ 4616,74 Ql MJ 6925,12 gennaio febbraio marzo aprile maggio stagionale 152,12 30 20,00 7,60 Qt MJ 4889,10 152,12 30 20,00 8,70 Qt MJ 4455,39 gennaio febbraio marzo aprile 36,08 Qg MJ 1159,68 36,08 Qg MJ 1056,80 36,08 Qg MJ 804,29 36,08 Qg MJ 495,67 gennaio febbraio marzo aprile 52,50 Qv MJ 1687,39 52,50 Qv MJ 1537,70 52,50 Qv MJ 1170,29 gennaio febbraio marzo Ql MJ 7736,17 Ql MJ 7049,89 152,12 152,12 30 30 20,00 20,00 11,40 14,70 Qt Qt MJ MJ 3390,83 2089,70 maggio stagionale Qg tot MJ 5246,60 maggio stagionale 52,50 Qv MJ 721,22 aprile Qt tot MJ 22119,22 Qv tot MJ 7634,09 maggio stagionale Ql Ql MJ MJ 5365,41 3306,59 Ql tot MJ 34999,92 località, in particolare le temperature medie mensili. Si considerano, come periodo di riscaldamento tutti i mesi in cui le temperature di progetto sono superiori alle temperature medie mensili. I giorni utili mensili di calcolo non corrispondono ai giorni effettivi di accensione dell’impianto, ma vengono conteggiati per convenzione in numero di 30 giorni al mese. Per esempio, se il periodo di riscaldamento va da metà novembre a metà aprile, le porzioni di mese vengono considerate come mesi interi ai fini del calcolo. Le dispersioni si calcolano, quindi, secondo le seguenti espressioni: Qt = Ht *(θi-θe)* t [MJ] Qg = Hg*(θi-θe)* t [MJ] Qv = Hv*(θi-θe)* t [MJ] dove t è la durata di tempo del calcolo, corrispondente ai 30 giorni [s]. Le perdite totali corrispondono alla somma delle singole dispersioni termiche: Ql = Qt + Qg + Qv [MJ] c) Calcolo degli apporti gratuiti (scheda 3) Il calcolo degli apporti gratuiti è fondamentale per il progettista che si vuole confrontare con l’efficienza energetica dell’edificio. Il procedimento mette in luce gli aspetti progettuali che consentono lo sfruttamento di energie passive. Gli apporti gratuiti si suddividono in guadagni interni e guadagni solari. 22 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI con Spavimento < =200 m2 :→ Qi = 6,25-0,02 * Spavimento [W/m2] ; con Spavimento > 200 m2 : → Qi = 450 [W]. Il calcolo del fabbisogno energetico invernale I guadagni interni Sono definiti come la somma di tutti i carichi interni generati nello spazio riscaldato dalle sorgenti interne, escluso il riscaldamento. Il calcolo dei guadagni interni può essere svolto secondo due modalità: una semplificata e una dettagliata. Nel primo caso, si fa riferimento alla norma UNI EN ISO 10379. Per semplicità e per confrontabilità dei dati, si ricorre ad una approssimazione dei carichi riconosciuta anche dalla stessa norma UNI EN 832:2001. Si considerano le seguenti formule di calcolo, per superfici residenziali minori e maggiori di 200 m2: La procedura dettagliata prevede il conteggio esatto dei guadagni indotti dall’uso di apparecchiature all’interno degli ambienti e dei carichi termici prodotti dagli abitanti. Con buona approssimazione si possono assumere: –per i carichi antropici: 70 MJ a persona; –per il calore prodotto dalle apparecchiature elettriche: 200 MJ per la cucina, 100 MJ per il soggiorno, 100 MJ per il bagno, 30 MJ per altre apparecchiature. In mancanza di una conoscenza precisa delle apparecchiature elettriche, si calcola, in alternativa: –500 MJ sommati a ulteriori 100 MJ a persona (considerando 40 m2 di pavimento a persona); –260 MJ per la funzione di cottura in cucina; –0,8 MJ/m2 per gli apporti da illuminazione artificiale. I guadagni solari Sono definiti come la somma degli apporti da superfici vetrate e opache esposte a radiazione solare in tutte le direzioni (si ricorre ai valori di energia media solare incidente per ogni esposizione e per ogni angolo di inclinazione). La norma UNI EN 832:2001 prende in considerazione anche le pareti retrostanti a grandi superfici o coperture vetrate. In questo passaggio, la progettazione gioca un ruolo fondamentale. Se è intenzione del progettista sfruttare gli apporti gratuiti passivi, la scelta compositiva delle aperture diventa prioritaria. La conoscenza delle irradianze nelle diverse esposizioni aiuta a comprendere i potenziali guadagni passivi nella stagione invernale. I guadagni solari da superfici trasparenti sono sicuramente più incidenti nel calcolo globale complessivo rispetto ai guadagni passivi da superfici opache. Per queste ultime, infatti, è consentito, in prima approssimazione, ometterne la quantificazione come stabilito dalla norma UNI EN 832:2001. I principali dati di input per poter svolgere il procedimento di calcolo sono le aree e i coefficienti di riduzione (fattore solare, fattore di telaio e fattore di trasmissione) delle superfici trasparenti. È necessario conoscere i valori delle irradiazioni globali mensili nelle diverse esposizioni incidenti sulle superfici RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 23 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Calcolo deGLI APPORTI GRATUITI SCHEDA 3 GUADAGNI INTERNI ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo aprile maggio calcolo semplificato degli apporti gratuiti Qi Qi Qi Qi Qi Qi considerando Qi=6,25-0,02*S[W/m2] per Spavimenti ≤200 m2 MJ MJ MJ MJ MJ MJ e 450 W per Spavimenti > 200 m2 (da norma UNI EN 10379) 1263,6 1263,6 1263,6 1263,6 1263,6 1263,6 GUADAGNI SOLARI guadagni solari superfici trasparenti area effettiva delle finestre nelle diverse esposiz. S area effettiva Si = SCi*Fmi*Bi*S E O N fattore fattore di solare trasmiss. - - SCi Fmi 0,70 0,80 0,70 0,80 0,70 0,80 0,70 0,80 stagionale Qi tot MJ 7581,60 fattore S effettiva S opache telaio finestra verticali - m2 m2 Bi Si Se 1,00 2,77 40,05 1,00 1,85 26,7 1,00 1,85 26,7 1,00 2,77 40,05 ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo irrad. globali mensili sulle superfici (MJ/m2) S 11,83 9,69 10,62 11,92 12,59 in assenza dei dati climatici della località, E 5,74 4,29 4,96 6,92 9,79 con riferimento a norma UNI EN 10349 O 5,74 4,29 4,96 6,92 9,79 N 2,28 1,84 1,84 2,87 4,02 irrad. globali mensili sulle sup. orizz. (MJ/m2) 7,30 5,40 6,30 9,20 13,70 temperature medie esterne mensili (°C) Lθe 12,60 8,90 7,60 8,70 11,40 giorni utili mensili per il calcolo N 30 30 30 30 30 aprile maggio 11,63 12,80 12,80 5,73 18,90 14,70 30 ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo aprile maggio stagionale Qsi Qsi Qsi Qsi Qsi Qsi Qsi tot MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ Qsi = Σ (Itj*Σ (Seij))*t [MJ] 1809,84 1434,51 1586,14 1997,23 2466,80 2862,92 12157,44 guadagni solari superfici opache scarto medio tra temperatura esterna e cielo coeff. assorbimento parete esterna coeff. assorbimento copertura fattore forma cielo parete fattore forma cielo copertura coeff. di irraggiamento esterno coeff. di irraggiamento esterno superfici opache esposte a sud superfici opache esposte a est superfici opache esposte a ovest superfici opache esposte a nord copertura Dθe 10,00calcolo apporti solari elementi opachi come da norma UNI EN 832, appendice D.5.3. b) ap 0,6 ac 0,6 Ffp 0,5 Ffc 1 hrp 4,5 hrc 4,5 ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo aprile maggio S 123,85 93,00 106,40 125,15 134,81 120,97 E 36,05 15,14 24,80 53,06 94,44 137,84 O 36,05 15,14 24,80 53,06 94,44 137,84 N -13,84 -20,19 -20,19 -5,33 11,25 35,90 h 43,32 23,05 32,65 63,69 111,60 167,08 Qse = U*A*Re*(Is*α - Ff*hr*Δθe*t) [MJ] Qse MJ 225,42 Qse MJ 126,13 Qse MJ 168,47 Qse Qse Qse MJ MJ MJ 289,52 446,53 559,62 Qs Qs Qs Qs Qs Qs MJ MJ MJ MJ MJ MJ guadagni solari totali 2035,26 1560,64 1754,60 2286,75 2913,333462,54 GUADAGNI TOTALI ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo aprile maggio Qg Qg Qg Qg Qg Qg MJ MJ MJ MJ MJ MJ Qg = (Qi + Qsi) Qg 3073,44 2698,11 2849,74 3260,83 3730,404126,52 Qse tot MJ 1855,69 Qs tot MJ 14013,13 stagionale Qg tot MJ 19739,04 noti input output esterne [MJ/m2]. In assenza di dati climatici specifici per la località, si possono utilizzare i valori indicati nella norma UNI EN 10349. I guadagni relativi alle superfici trasparenti risultano dalla moltiplicazione delle superfici effettive delle finestre per gli irraggiamenti corrispondenti: Qsi = Σ (Itj * Σ (Seij)) * t [MJ] 24 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Più complesso è invece il calcolo dei guadagni gratuiti relativi alle superfici opache. Il procedimento, come da norma UNI EN 832:2001, appendice D.5.3 b), richiede come dati di ingresso i seguenti valori: - lo scarto medio tra temperatura esterna e cielo Δθe (assumibile come 10 K); - il coefficiente di assorbimento della parete esterna αp; - il coefficiente di assorbimento della copertura αc; - il fattore di forma cielo/parete Ffp (pari a 0,5); - il fattore di forma cielo/copertura Ffc (pari a 1); - il coefficiente di irraggiamento esterno della parete hrp; - il coefficiente di irraggiamento esterno della copertura hrc; - i coefficienti liminari esterni Re. Per cui, in definitiva, si avrà che: Qse = U * A* Re *(Is *α - Ff *hr * Δθe * t) [MJ] Il calcolo di Qse deve essere eseguito su base mensile e per tutte le esposizioni delle chiusure opache verticali e per le coperture. I guadagni solari attraverso i componenti opachi devono essere direttamente sottratti alle dispersioni. d) Calcolo del fattore di utilizzazione (scheda 4) Il fattore di utilizzazione η è un fattore di riduzione da applicare ai guadagni (Qg = Qsi + Qi) per tenere conto del comportamento dinamico dell’edificio e del sistema di controllo dell’impianto: Qh = Ql – Qse – η* Qg dove Qg = Qsi + Qi Unico dato di ingresso nel calcolo è la capacità termica volumica dell’involucro edilizio. In questo procedimento entra in gioco anche la capacità termica effettiva, la cui determinazione è definita nell’appendice H della norma UNI EN 832:2001 secondo due alternative. La prima si rifà alla norma UNI EN 13786, quindi al calcolo in regime dinamico. Tuttavia, il calcolo va eseguito considerando uno spessore di 10 cm dal lato più interno, trascurando quindi in parte le potenzialità di accumulo termico della chiusura esterna. La seconda procedura consente un calcolo approssimativo della capacità termica effettiva, secondo la formula: C = Σj Σi (ρij * cij * dij * Aj) dove: ρij è la densità del materiale dello strato i dell’elemento j [kg/m3]; cij è la capacità termica specifica del materiale dello strato i dell’elemento j [J/kgK]; dij è lo spessore dello strato i dell’elemento j [m]; Aj è la superficie dell’elemento j situato nel volume considerato [m2]. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 25 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale SCHEDA 4 Calcolo deL FATTORE DI UTILIZZAZIONE coefficiente di flusso termico H = Hv+Ht+Hg H capacità termica volumica Cv capacità termica effettiva C costante di tempo dell’inerzia term. dello spazio risc. T parametro num. dipendente dalla costante di tempo a 240,70 W/K 130 kJ/m3K 58500 kJ/K 67,51 h 5,22 raccomandazioni CTI per la determinazione di Cv: muri in pietra o assimilabili 290, muri in mattoni forati o assimilabili 130, muri in mattoni pieni o assimilabili 240, pareti leggere o isolati dall’interno 70 T = C/H a = a0+T/T0 con i seguenti valori per calcolo mensile: a0 =1; T0(h)=16; T0(s)=57600 ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo aprile maggio Ql-Qse Ql-Qse 4391,33 6798,98 7567,70 6760,37 4918,87 2706,97 Qg = Qi+Qsi Qg 3073,44 2698,11 2849,74 3260,83 3730,40 4126,52 y = Qg/(Ql-Qse) y 0,70 0,40 0,38 0,46 0,76 1,52 ottobre novembre dicembre gennaio febbraio fattore di utilizzazione h 0,95 1,00 1,00 0,99 marzo 0,93 aprile 0,63 maggio Il fattore di utilizzazione è un fattore di riduzione da applicare ai guadagni (Qsi+Qi) per tenere conto del comportamento dinamico dell’edificio e del sistema di controllo dell’impianto. noti input output Nella scheda 4 si è utilizzato il valore approssimativo fornito dalle raccomandazioni CTI (Comitato Termotecnico Italiano) per la determinazione della capacità termica volumica in base alla composizione materica dell’involucro edilizio. Si distinguono: – edifici con muri in pietra o assimilabili (Cv = 290 kJ/m3K) – edifici con muri in mattoni pieni o assimilabili (Cv = 240 kJ/m3K) – edifici con muri in mattoni forati o assimilabili (Cv = 130 kJ/m3K) – edifici con pareti leggere o isolati dall’interno (Cv = 70 kJ/m3K). e) Calcolo del fabbisogno energetico dell’edificio (scheda 5) Una volta calcolate le dispersioni, gli apporti gratuiti e i fattori di utilizzazione mensili, non resta che eseguire il bilancio energetico totale. Si determina così il fabbisogno di energia termica dello spazio riscaldato. noti input output SCHEDA 5 Calcolo deL FABBISOGNO ENERGETICO DELL’EDIFICIO Fabbisogno di energia termica Qh = Ql-h*Qg ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo MJ contributo relativo alle dispersioni termiche Ql contributo relativo agli apporti gratuiti Qg MJ fattore di utilizzazione h fabbisogno utile annuo di energia MJ Qh utile per il riscaldamento kWh 4391 3073 0,95 1479 411 6799 2698 1,00 4114 1143 7568 2850 1,00 4729 1314 6760 3261 0,99 3538 983 4919 3730 0,93 1448 402 aprile maggio stagionale 2707 4127 0,63 111 31 33144 19739 15418 4283 fabbisogno utile annuo di energia utile Qh 29 kWh/m2 a Classe energetica CasaClima per il riscaldamento per unità di superf. Fabbisogno ENERGETICO ANNUO rendimento dell’impianto himp 0,75 ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo fabbisogno annuo di energia MJ Q primaria per il riscaldamento kWh fabbisogno annuo di energia primaria Q 38 kWh/m2 a < FEP limite per il riscaldamento per unità di superf. 26 1971 548 5485 1524 6305 1751 4717 1310 1930 536 aprile maggio stagionale 148 41 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 20557 5710 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale 2.3 Procedure per il calcolo termico in regime stazionario e in regime dinamico sinusoidale La progettazione dell’involucro costituisce un imprescindibile momento di scelta decisionale con un peso che si ripercuote sull’esito generale della prestazione energetica dell’edificio. È doveroso, quindi, focalizzare l’attenzione proprio sul procedimento di calcolo per la determinazione delle caratteristiche termofisiche dell’involucro. Alla luce della normativa tecnica vigente, il controllo delle caratteristiche tecniche delle chiusure esterne può essere calcolato sia in regime stazionario, sia in regime dinamico. La prima procedura si basa sulla verifica delle trasmittanze termiche, mentre la seconda mette in luce aspetti legati all’inerzia termica delle chiusure (sfasamento e attenuazione), riscontrabili solamente considerando la variabilità temporale del flusso termico. Il calcolo della trasmittanza viene eseguito in regime stazionario, ovvero in relazione alla differenza di temperatura, fissata per legge a seconda delle zone climatiche, tra l’ambiente interno e l’ambiente esterno, considerata costante nel tempo. Quindi, in questo caso, il flusso termico che attraversa la parete risulta costante. La trasmittanza termica è la grandezza che viene presa in considerazione per il calcolo della trasmissione del calore nel periodo invernale e permette di valutare il grado di dispersione termica delle soluzioni progettate. Le grandezze fisiche considerate in un calcolo in regime stazionario sono: la resistenza termica, ossia il grado di isolamento che la parete oppone, in funzione delle proprietà fisiche dei materiali (in particolare della loro conducibilità termica) e del loro spessore; la trasmittanza termica, valore inverso della resistenza (comprensiva dei coefficienti liminari); la conduttanza termica, valore inverso della resistenza, nel caso di pareti matericamente non omogenee. Queste grandezze vengono influenzate dal contenuto igrometrico dei materiali che costituiscono la chiusura esterna, per cui, in regime stazionario, viene verificata la temperatura superficiale interna, tramite la verifica di Glaser, per evitare la formazione di umidità sulle superfici e la possibile condensazione interstiziale. Per ogni temperatura esiste una quantità massima di vapore che l’aria può contenere, corrispondente alla pressione di vapor saturo. Se la pressione di vapore (Pp) supera quella di vapor saturo (Ps), si crea condensa (punto di intersezione delle curve di pressione). D’inverno, la temperatura dell’ambiente interno risulta maggiore di quella esterna e, pertanto, l’aria interna può contenere una maggiore quantità di vapore rispetto a quella esterna. Inoltre, all’interno dell’edificio possono esserci sorgenti di vapore (cucine, servizi, ecc.). Nasce, dunque, una differenza di pressione (maggiore nell’ambiente interno) che crea un conseguente flusso di vapore attraverso la parete di separazione. Tale flusso si propagherà dall’interno all’esterno (a minore valore di pressione), grazie alla porosità dei materiali che formano i muri ed i solai. L’entità del fenomeno è direttamente proporzionale alla differenza delle pressioni ed inversamente proporzionale al grado di “impermeabilità” del diaframma di separazione. L’analisi della migrazione del vapore acqueo attraverso un diaframma a più RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 27 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Grandezze termo-fisiche in regime STAZIONARIO La resistenza termica totale di una chiusura è data dalla sommatoria delle resistenze che il flusso di calore incontra nell’attraversare lo strato resistente, dall’ambiente più caldo a quello più freddo. Si misura in m2K/W. Per il singolo strato: R = s/λ [m2K/W] dove s = spessore dello strato e λ = conduttività termica. Per più strati omogenei: R = Σ (s1/λ1 + s2/λ2 +...+ sn/λn). Per più strati disomogenei: R = Σ (1/c1 + 1/c2 +...+ 1/cn). Per strati omogenei e disomogenei: R = Σ (s1/λ1 + s2/λ2 +...+ sn/λn+1/c1+...+1/cn). La conduttività o conducibilità termica di un materiale indica il flusso di calore che, in regime stazionario, passa attraverso uno strato di spessore unitario in presenza di una differenza di temperatura unitaria fra le due facce dello stesso. Questa caratteristica, tipica di ogni materiale, dipende dal valore della densità e dal contenuto igrometrico. Si misura in W/mK. Le norme UNI 10351 e UNI EN ISO 10456:2008 indicano i valori di conducibilità e la percentuale di maggiorazione da utilizzare per adeguare i valori di conduttività, provenienti da prove di laboratorio, a una situazione simile alla realtà, quindi peggiorativa per la presenza dell’umidità in condizioni di esercizio, almeno nei primi centimetri dello strato di parete. Si parla di conduttività di uno strato quando questo è omogeneo. Nel caso tipico di una muratura in laterizio, lo strato è disomogeneo, sia a causa della foratura, sia a causa dei giunti di malta tra gli elementi costituenti. Per cui, uno strato disomogeneo richiede un calcolo diverso della conduzione del calore: non si parla di conduttività termica, ma di conduttanza termica unitaria (c). Le norme di riferimento per i valori di conduttanza di chiusure verticali e orizzontali interne sono la UNI 10355 e la UNI EN 1745. La conduttanza termica si misura in W/m2K. Inoltre, per definire e calcolare la trasmittanza termica di un involucro opaco, va preso in considerazione il passaggio di calore dall’aria a contatto di una faccia dello strato al componente edilizio, da una parte, e dallo strato all’aria, dall’altra. Si parla, in tal caso, di conduttanza unitaria superficiale o adduttanza per definire il coefficiente liminare di passaggio termico tra l’aria e il componente edilizio (hi e he, coefficienti liminare interno ed esterno). I loro reciproci (1/ hi e 1/he) sono, rispettivamente, la resistenza termica di ammissione e la resistenza termica di emissione, calcolate in base al clima e alle condizioni del vento. La resistenza termica totale di una parete è data da: Rtot = Σ(1/ hi + s1/λ1+ s2/λ2+...+ sn/λn+1/c1+...+1/cn+1/he) [m2K/W]. La trasmittanza termica di una parete è la grandezza tipica per valutare il comportamento di una chiusura costituente una barriera termica. Essa misura la quantità di calore che passa per unità di tempo, ovvero la potenza termica che attraversa un metro quadrato di chiusura opaca, nelle condizioni di differenza di temperatura di 1 grado Kelvin tra la faccia esterna e quella interna. Viene anche definita come l’inverso della somma delle resistenze termiche degli strati della chiusura, compresi i coefficienti liminari: U=1/Rtot [W/m2K]. strati considera il passaggio dagli strati più caldi a quelli più freddi, con conseguente variazione della pressione di vapore, in funzione della temperatura incontrata. I materiali dell’edilizia sono più o meno porosi, cioè si lasciano attraversare più o meno facilmente dal vapore, e questa caratteristica viene rappresentata quantitativamente mediante un “coefficiente di resistenza al passaggio del vapore” μ. Il coefficiente adimensionale μ rappresenta una caratteristica che indica di quanto la resistenza al passaggio del vapore, di un certo materiale, è superiore a quella dell’aria, a parità di spessore e di temperatura: m = δp aria / δp dove: δp è la permeabilità al vapore dell’aria (kg/m·s·Pa); aria δp è la permeabilità al vapore del materiale (kg/m·s·Pa). Le norme UNI 10351 e UNI EN ISO 10456:2008 riportano i valori della permeabilità al vapore di diversi materiali. Con il metodo di Glaser si possono rappresentare, in un diagramma, le curve di andamento delle “pressioni di saturazione” – linea verde – e delle “pressioni parziali” – linea rossa – per i vari strati incontrati all’interno di un determinato diaframma. Quando la pressione parziale uguaglia la pressione di saturazione, ci sarà condensa di vapore acqueo che si depositerà all’interno della massa del materiale interessato dal fenomeno. 28 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Ppe esterno Pse Verifica di Glaser: relazione tra la pressione di vapore (Pp) e la pressione di vapore saturo (Ps). Sd3 Sd2 Sd1 Psi Ppi interno evitare la formazione di muffe, in corrispondenza a valori prefissati di temperatura e umidità relativa interne. La norma permette, inoltre, di valutare il rischio di condensazione interstiziale dovuta alla diffusione del vapore acqueo all’interno dei diversi strati. Le valutazioni delle prestazioni termiche in regime dinamico sono impiegate per calcolare il flusso di calore durante il periodo estivo e invernale allo scopo di quantificare anche la capacità dei materiali di accumulare calore. Il calcolo prende in considerazione le escursioni termiche delle temperature durante la giornata, assimilabili per semplificazione a un andamento periodico, riconosciuto dalla normativa. Grazie alla differenziazione del flusso energetico incidente su un involucro, è possibile mettere in luce nuove proprietà termofisiche, altrimenti non prese in considerazione dal calcolo termico in regime stazionario. Queste proprietà sono principalmente la diffusività termica, la capacità termica, l’attenuazione (o smorzamento) e lo sfasamento (o ritardo) e la trasmittanza termica periodica. La norma di riferimento a livello europeo per il calcolo delle prestazioni termiche in regime dinamico è la UNI EN ISO 13786:2008, Prestazione termica RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 29 Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Se la struttura è eterogenea, la diffusione del vapore non avviene secondo una linea retta; la presenza di una struttura disomogenea condizionerà inevitabilmente la regolarità di diffusione del vapore acqueo al suo interno. Le norme di riferimento principali a livello europeo per il calcolo delle prestazioni termiche in regime stazionario sono la norma UNI EN ISO 6946:2007, Trasmittanza termica, che fornisce dettagli sul significato e sul calcolo delle grandezze relative alla trasmissione del calore in regime stazionario attraverso strutture murarie, e la norma UNI EN ISO 13788:2003, Prestazione igrotermica dei componenti e degli elementi per edilizia - Temperatura superficiale interna per evitare l’umidità superficiale critica e condensazione interstiziale – Metodo di calcolo, che definisce un metodo di riferimento semplificato per determinare la temperatura superficiale interna minima dei componenti edilizi, tale da La diffusività termica α è definita come il rapporto tra la conduttività termica λ del materiale e la sua capacità termica volumica cioè: l m2 a= cr s Tanto maggiore è la diffusività termica, tanto più in profondità si propaga un’onda termica in un corpo. L’effusività termica e (o coefficiente di penetrazione termica) è definita come: Ws1/2 e = √ lcr m2 K Tale valore caratterizza la rapidità con cui cambia la temperatura di una superficie sottoposta a un flusso termico: tanto maggiore è l’effusività, tanto più lentamente varia la temperatura superficiale. Nel metodo dell’ammettenza, la risposta di una parete a una sollecitazione sinusoidale di temperatura su una delle due facce è caratterizzata da una grandezza in campo complesso, denominata trasmittanza termica periodica. Supponendo che la temperatura dell’ambiente esterno θe oscilli attorno ad un valor medio secondo un’espressione del tipo: θe (t) = θe + Dθe cos [w (t + te)] e che la temperatura dell’ambiente interno θi sia costante: θi (t) = θi allora il flusso termico entrante nell’ambiente interno attraverso la parete è dato dalla somma di due contributi: qi (t) = qstaz + qdin (t) Il termine qstaz rappresenta il flusso termico stazionario dovuto alla differenza di temperatura media tra esterno ed interno cioè: qstaz = U (θe - θi) Il termine qdin, invece, rappresenta la componente dipendente dal tempo che risulta: qdin (t) = |Yie| [θe (t + Dtf) - θe] = |Yie| Dθe cos [w (t + te + Dtf)] dove |Yie| è il modulo della trasmittanza termica periodica e Δtf è la relativa fase, trasformata in un tempo tramite la relazione: Dtf = arg (Yie) / w A partire da |Yie| può essere conveniente introdurre il fattore di attenuazione o di smorzamento dato da: f = L’oscillazione di temperatura esterna risulta così contemporaneamente smorzata e ritardata dall’inerzia termica della parete. Il fattore di attenuazione f, compreso fra 0 e 1, fornisce il decremento dell’ampiezza dell’onda termica, mentre lo sfasamento Δtf fornisce il ritardo temporale. La temperatura superficiale interna della parete è soggetta a un andamento temporale analogo a quello del flusso termico entrante: la relativa oscillazione è caratterizzata dunque da un’attenuazione e da uno sfasamento rispetto alla forzante esterna, riconducibili ancora a f e Δtf. 30 |Yie| . U Δtf flusso di calore q temperatura θ Il calcolo del fabbisogno energetico invernale Grandezze termo-fisiche in regime dinamico La capacità termica C di un corpo è definita come il rapporto tra il calore fornito e l’aumento di temperatura corrispondente: C = Q / ΔT [J/K] La capacità termica si rapporta all’unità di massa (calore specifico c) oppure all’unità di volume (capacità termica volumica cr) come segue: C Q J kg C Q J = = cr dove r è la densità c= = V VDT m3 K m3 m mDT kgK Per un componente edilizio piano, di area frontale S, è inoltre opportuno definire una capacità termica per unità di superficie. Indicando con s lo spessore del componente, la capacità termica areica o frontale è data da: C J = crs S m2 K θe Δθe fUΔθe tempo t RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il calcolo del fabbisogno energetico invernale dei componenti per edilizia – Caratteristiche termiche dinamiche – Metodo di calcolo. La norma si basa sul metodo dell’ammettenza, il quale a sua volta si basa sull’ipotesi che le temperature e i flussi termici su ciascun lato del componente varino in modo sinusoidale. La norma è applicabile a componenti edilizi piani costituiti da strati di materiali omogenei o sostanzialmente omogenei. L’approccio della UNI EN ISO 13786:2008 trova applicazione nel calcolo della temperatura interna estiva di un ambiente in evoluzione libera, così come proposto dalla UNI EN ISO 13792:2005 e dalla UNI 10375:1995. È importante affrontare il calcolo delle prestazioni termiche in regime dinamico, poiché esso consente di affiancare al tema del risparmio energetico la questione del comfort ambientale. Una buona inerzia termica dell’involucro esterno consente di mantenere temperature interne costanti. In inverno, gli apporti gratuiti vengono immagazzinati e rilasciati lentamente, mentre in estate i carichi di picco esterni vengono ritardati, consentendo temperature superficiali degli strati interni sensibilmente più basse. Inoltre, se l’accumulo energetico del calore può assumere principalmente un valore legato al benessere ambientale, non sono trascurabili anche gli effetti a livello di risparmio energetico: ritardare il carico di picco delle temperature negli ambienti interni e smorzare il flusso termico entrante (nel periodo estivo) comporta delle rilevanti conseguenze sulla progettazione e sulle condizioni di funzionamento dell’impianto, che è in grado di lavorare a temperature più basse e a regime costante. Di conseguenza: •un basso fattore di attenuazione f implica un flusso termico entrante e una temperatura superficiale interna poco variabili attorno ai rispettivi valori medi; un carico termico sostanzialmente costante rappresenta un vantaggio dal punto di vista di un eventuale impianto termico, che si trova a fronteggiare una domanda pressoché stabile nel tempo; parallelamente, temperature superficiali interne praticamente costanti contribuiscono a determinare una condizione di benessere interno stabile; •un significativo sfasamento o ritardo temporale Dtf tra i picchi delle forzanti climatiche esterne e delle variabili ambientali interne può consentire una migliore gestione della domanda di benessere interno; per esempio, in estate uno sfasamento di circa 10-12 h permette di ritardare il picco di calore verso le ore notturne, durante le quali può più facilmente essere asportato dall’edificio con tecniche a basso consumo, quali la ventilazione notturna; •la trasmittanza termica periodica, e con essa l’attenuazione e lo sfasamento, possono essere determinati applicando il metodo dell’ammettenza, in funzione delle proprietà termofisiche degli strati che costituiscono la parete (densità, calore specifico, conduttività termica e spessore) e dell’ordine con cui essi si presentano. Solo un’attenta analisi e comprensione delle caratteristiche dei materiali impiegati, opportunamente contenuta nell’informazione tecnica di prodotto, può consentire di definire adeguatamente soluzioni tecniche di involucro caratterizzate da un idoneo rapporto di equilibrio tra isolamento e inerzia termica, assicurando un positivo effetto combinato di risparmio energetico e comfort abitativo. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 31 Fonti: A) norma UNI EN 12524; B) Szokolay 2004; C) dati forniti dai produttori densità kg/m3 Calcestruzzo cls media massa volumica A 1800 cls alta massa volumica A 2000 cls armato (1% acciaio) A 2200 cls armato (2% acciaio) A 2400 cls posato in opera denso B 2100 cls posato in opera alleggerito B 600 cemento B 2200 Gesso gesso A 600 gesso A 1500 cartongesso A 900 Intonaci e rivestimenti intonaco isolante di gesso A 600 intonaco di gesso A 1000 intonaco di gesso A 1300 gesso e sabbia A 1600 calce e sabbia A 1600 cemento e sabbia A 1800 Laterizio laterizio pieno B 1600 laterizio semipieno foratura 45% B 1000 laterizio semipieno foratura 65% B 600 laterizio termoisolante C 878 argilla B 1460 tegole e coppi in laterizio A 200 Legname legname A 500 legname A 700 legno di conifera B 500 legno di latifoglie B 500 legno compensato B 700 legno (softwood) B 610 legno (hardwood) B 680 Rocce granito A 2500 granito A 2700 granito B 2750 marmo A 2800 marmo B 2500 marmo B 2700 pomice naturale A 400 Terra creta o argilla A 1200 creta o argilla A 1800 sabbia e ghiaia A 1700 sabbia e ghiaia A 2200 blocchi in adobe A 2050 sabbia asciutta B 1500 Vetro vetro sodo-calcico (incl. vetro in lastre) A 2500 quarzo A 2200 pasta di vetro A 2000 vetro B 2500 vetro generico B 2500 Materiali isolanti di origine minerale lana di roccia C 30 lana di roccia C 200 perlite espansa C 90 perlite espansa C 600 lana di vetro C 20 lana di vetro C 50 vetro cellulare C 105 vetro cellulare C 165 Materiali isolanti di sintesi chimica polistirene espanso C 10 polistirene espanso C 40 Materiali isolanti compositi pannelli isolanti sottovuoto VIP C 170 pannelli isolanti sottovuoto VIP C 300 Materiali isolanti di origine vegetale sughero naturale espanso C 80 sugheo naturale espanso C 500 fibra di legno C 150 fibra di legno C 210 lana di legno mineralizzata C 360 lana di legno mineralizzata C 600 Materiali isolanti da processi di riciclaggio fiocchi di cellulosa C 30 fiocchi di cellulosa C 80 fonte Il calcolo del fabbisogno energetico invernale PROPRIETA’ TERMICHE A CONFRONTO PER DIVERSI MATERIALI IMPIEGATI IN EDILIZIA 32 conduttività termica W/mK calore specifico J/kgK capacità termica volumica kJ/m3K diffusività termica m2/s effusività termica Ws1/2/m2K lungh. di penetraz. m 1,15 1,35 1,65 2,00 1,40 0,38 1,28 1000 1000 1000 1000 840 1000 880 1800 2000 2200 2400 1764 600 1936 6,39E-07 6,75E-07 7,50E-07 8,33E-07 7,94E-07 6,33E-07 6,61E-07 1439 1643 1905 2191 1571 477 1574 0,13 0,14 0,14 0,15 0,15 0,13 0,13 0,18 0,56 0,25 1000 1000 1000 600 1500 900 3,00E-07 3,73E-07 2,78E-07 329 917 474 0,09 0,10 0,09 0,18 4,00 0,57 0,80 0,80 1,00 1000 1000 1000 1000 1000 1000 600 1000 1300 1600 1600 1800 3,00E-07 4,00E-07 4,38E-07 5,00E-07 5,00E-07 5,56E-07 329 2000 861 1131 1131 1342 0,09 0,33 0,11 0,12 0,12 0,12 0,50 0,24 0,13 0,23 1,30 1,00 840 840 840 840 880 800 1344 840 504 738 1285 160 3,72E-07 2,86E-07 2,58E-07 2,58E-07 1,01E-06 6,25E-06 820 449 256 412 1292 400 0,10 0,09 0,08 0,08 0,17 0,41 0,13 0,18 0,13 0,18 0,15 0,13 0,15 1600 1600 420 420 420 1420 1200 800 1120 210 210 294 866 816 1,63E-07 1,61E-07 6,19E-07 8,57E-07 5,10E-07 1,50E-07 1,84E-07 322 449 165 194 210 336 350 0,07 0,07 0,13 0,15 0,12 0,06 0,07 2,80 2,80 1,73 3,50 2,00 3,00 0,12 1000 1000 790 1000 900 880 1000 2500 2700 2173 2800 2250 2376 400 1,12E-06 1,04E-06 7,96E-07 1,25E-06 8,89E-07 1,26E-06 3,00E-07 2646 2750 1939 3130 2121 2670 219 0,18 0,17 0,15 0,19 0,16 0,19 0,09 1,50 1,50 2,00 2,00 1,25 0,30 1670 2500 910 1180 1000 800 2004 4500 1547 2596 2050 1200 7,49E-07 3,33E-07 1,29E-06 7,70E-07 6,10E-07 2,50E-07 1734 2598 1759 2279 1601 600 0,14 0,10 0,19 0,15 0,13 0,08 1,00 1,40 1,20 1,10 1,05 750 750 750 840 840 1875 1650 1500 2100 2100 5,33E-07 8,48E-07 8,00E-07 5,24E-07 5,00E-07 1369 1520 1342 1520 1485 0,12 0,15 0,15 0,12 0,12 0,04 0,04 0,05 0,18 0,03 0,04 0,04 0,06 840 840 1340 1340 850 850 840 840 25 168 121 804 17 43 88 139 1,39E-06 2,38E-07 4,15E-07 2,24E-07 1,94E-06 9,18E-07 4,54E-07 3,97E-07 30 82 78 380 24 41 59 87 0,00 0,08 0,11 0,08 0,23 0,16 0,11 0,10 0,03 0,04 1220 1220 12 49 2,46E-06 8,20E-07 19 44 0,26 0,15 0,00 0,01 n.p. n.p. 0,00E-00 0,00E-00 0 0 0,00 0,00 0,05 0,06 0,04 0,05 0,07 0,09 1600 1600 2400 2400 1900 1900 128 800 360 504 684 1140 3,52E-07 6,88E-08 1,06E-07 9,13E-08 9,50E-08 7,89E-08 76 210 117 152 211 320 0,10 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,05 1800 1800 54 144 7,41E-07 3,13E-07 46 80 0,14 0,09 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa 3. Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa Le strategie mirate al risparmio energetico in edilizia, promosse negli ultimi anni a livello europeo da enti di ricerca e di normazione, hanno puntato principalmente sul contenimento delle dispersioni termiche. Ciò ha determinato una spinta all’“iperisolamento”, privilegiando soluzioni costruttive all’interno delle quali l’efficienza energetica viene perseguita esclusivamente attraverso la progettazione di sistemi di involucro caratterizzati da livelli di trasmittanza particolarmente performanti. La ricerca di elevati livelli di isolamento termico delle chiusure ha di fatto privilegiato soluzioni caratterizzate dall’impiego prevalente di materiali a bassa conducibilità termica, rendendo di pari passo marginale il riferimento a soluzioni costruttive le cui prestazioni dipendono dall’impiego di materiali caratterizzati da una consistente massa, che possono assicurare un efficace contributo al contenimento dei consumi energetici, oltre che eccellenti condizioni di comfort ambientale. Acquisire consapevolezza sul ruolo della massa nella progettazione dei sistemi di involucro è essenziale per affrontare il progetto con piena coscienza delle problematiche energetiche. Il contenimento dei consumi energetici dipende, infatti, anche dal processo di accumulo e di rilascio del calore entrante nella parete: tale processo è particolarmente significativo in soluzioni di involucro che prevedono l’impiego di materiali ad elevata capacità termica. In questo caso, infatti, le chiusure opache funzionano come massa di accumulo; raccolgono l’apporto di calore erogato dagli impianti, quello proveniente dalla radiazione solare e quello derivante dalle sorgenti interne (carichi antropici, illuminazione artificiale, apparecchiature elettriche) e lo rilasciano gradualmente, in tempi successivi, quando gli apporti termici vengono a ridursi, dunque riducendo le fluttuazioni della temperatura interna e dando maggior stabilità al regime di funzionamento degli impianti. Sulla base dei criteri di valutazione suggeriti dalle norme sul contenimento dei consumi di energia per il riscaldamento degli edifici, pareti costituite da diversi materiali, ma con uguale trasmittanza termica, presentano convenzionalmente un comportamento identico dal punto di vista della riduzione delle perdite di calore dall’ambiente interno verso l’ambiente esterno (l’ordine degli strati nella sezione muraria non incide sulla resistenza termica della parete). Se in prima approssimazione teorica tale assunzione può avere senso, nella realtà dei fatti queste stesse pareti possono avere un comportamento termico molto differente, determinato dallo sfruttamento dei flussi di calore e dalla loro capacità di accumulo a seconda della presenza o meno di materiali massivi e della loro dislocazione all’interno del pacchetto murario. Per comprendere meglio il comportamento energetico dei materiali massivi, è necessario, dunque, passare dal tradizionale calcolo di trasmissione del calore in regime stazionario ad un calcolo dinamico, che consideri la variabile tempo: in questo modo, si può apprezzare il ruolo svolto dalla capacità termica dei materiali nella determinazione dell’effettivo fabbisogno energetico dell’edificio. In prima analisi, un edificio può essere considerato come un sistema carat- RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 33 Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa terizzato da una serie di input (apporti dovuti alle sorgenti di calore interne, guadagno solare, guadagno di calore per trasmissione dall’involucro edilizio, guadagno di calore per ventilazione) e output (perdita di calore per trasmissione dall’involucro edilizio, perdita di calore per ventilazione) energetici. La presenza di impianti di climatizzazione consente di compensare apporti e dispersioni in modo da mantenere un valore di temperatura interna “confortevole” (nominalmente 20°C in inverno e 26°C in estate). Il comportamento di un edificio può essere analizzato, con approccio semplificato, in condizioni stazionarie, cioè supponendo che le condizioni all’interno e all’esterno dell’edificio siano costanti (non si modifichino nel tempo); oppure, al contrario, in modo più approfondito è possibile considerare la risposta dinamica dell’edificio (condizioni al contorno variabili nel tempo, come del resto avviene nella realtà). Il primo tipo di approccio può risultare coerente, in prima approssimazione, considerando variazioni quotidiane piccole a confronto con le differenze di temperatura tra l’interno e l’esterno del sistema; oppure può risultare utile per definire, artificiosamente, condizioni estreme di potenza termica dispersa (allo scopo, per esempio, di dimensionare cautelativamente la taglia degli impianti di riscaldamento). Poiché le reali condizioni ambientali (sia all’interno che all’esterno degli edifici) variano nel tempo in modo “accidentale”, nell’affrontare il tema in termini “energetici” (dispersioni termiche che avvengono nel tempo), una valutazione dinamica degli eventi di trasmissione del calore può rilevare positivi contributi non trascurabili dovuti alla massa dell’edificio. Purtroppo, dato il numero e la complessità dei fenomeni fisici che governano il comportamento termico in regime dinamico degli edifici, tale valutazione del fabbisogno energetico non è né semplice, né immediata. A questo scopo sono stati sviluppati programmi di calcolo che simulano, con dettaglio quanto meno orario, gli scambi termici, la ventilazione e l’impianto di climatizzazione adottato; questi programmi, spesso, necessitano di conoscenze specialistiche poco comuni nella prassi progettuale. Esistono ormai da qualche anno anche alcuni strumenti informatici relativamente semplici che utilizzano modelli stazionari ma che aggiungono alcuni fattori di compensazione per approssimare il comportamento dinamico (ad esempio, QUICK, di recente rinominato Building Toolbox, oppure BREDEM). Altri codici di calcolo (ad esempio, ADMIT o ARCHIPACK) si basano sui concetti di sfasamento e di fattore di smorzamento, con riferimento alla procedura dell’ammettenza. Questi modelli non simulano in senso stretto i diversi flussi di calore, ma approssimano la risposta termica dinamica, considerando la variabilità degli eventi secondo un criterio di regolare ciclicità dei fenomeni (non tengono conto della reale “casualità” delle condizioni ma, quantomeno, ne considerano una “regolare” variazione nel tempo). Per poter effettuare il calcolo del fabbisogno energetico in regime dinamico “in senso stretto”, sono oggi disponibili codici in grado di descrivere i flussi di calore variabili utilizzando complessi algoritmi matematici. Essi consentono generalmente di calcolare il carico orario di riscaldamento o raffreddamento necessario per mantenere le condizioni di temperatura interne prefissate ed alcuni di questi sono in grado di simulare il contributo impiantistico in modo da prevedere il relativo consumo di energia. 34 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa L’uso di questo tipo di software è alquanto complesso e richiede competenze specifiche, ma, grazie agli sviluppi informatici in atto, è auspicabile che venga presto esteso alla maggioranza degli attori responsabili del processo edilizio: tale diffusione è essenziale per evitare che la verifica del comportamento energetico degli edifici con metodi o strumenti di calcolo approssimati, che interpretano in modo superficiale la complessità dei fenomeni in gioco, rischi di orientare la progettazione verso scelte strategiche poco efficaci (per esempio, all’uso esclusivo di materiali a bassa conducibilità termica). 3.1 Il ruolo della massa: analisi e valutazione delle caratteristiche dinamiche di chiusure verticali opache Per evidenziare il diverso comportamento inerziale dei materiali da costruzione, sono state prese in esame le proprietà termo-fisiche dei principali materiali, tipicamente utilizzati per la realizzazione di chiusure verticali opache. Per ciascun materiale sono stati calcolati il fattore di attenuazione e lo sfasamento temporale al variare dello spessore adottato. Allo scopo di evidenziare degli andamenti significativi, si è ritenuto opportuno considerare per tutti i materiali analizzati un intervallo di spessori compreso tra un minimo di 5 ed un massimo di 50 cm, benché naturalmente per un dato materiale l’intervallo di spessori applicati nella pratica costruttiva possa essere un sottoinsieme di questo. Per esempio, per i materiali isolanti si potrebbe considerare interessante l’intervallo di 5-20 cm, mentre per gli altri materiali l’intervallo potrebbe essere di 10-50 cm. Nei rispettivi intervalli di applicazione si è osservato, in particolare, che i materiali isolanti presentano in generale fattori di attenuazione vicini all’unità e introducono ritardi temporali piuttosto modesti. Tra i materiali isolanti è possibile, però, evidenziare delle differenze, riconducibili alle diverse capacità termiche volumiche: ad esempio, mentre le proprietà dinamiche del polistirene espanso migliorano solo marginalmente al crescere dello spessore, la lana di roccia e il sughero possono, incrementando lo spessore, combinare la funzione di coibentazione con quella di accumulo termico. Gli altri materiali, sempre nel rispettivo intervallo di spessori applicativi, presentano invece fattori di attenuazione e sfasamenti decisamente interessanti. Il calcestruzzo e gli elementi di laterizio ad alte prestazioni termiche mostrano comportamenti simili, mentre il semplice laterizio semipieno risulta meno performante. Il fattore di attenuazione del calcestruzzo e del laterizio termoisolante decresce sensibilmente fino a spessori di circa 40 cm, superati i quali però la diminuzione diventa meno significativa. Il ritardo temporale aumenta, invece, in maniera sostanzialmente lineare con lo spessore per tutti i materiali. La relativa curva può essere pertanto impiegata per determinare lo spessore di parete necessario ad ottenere lo sfasamento temporale desiderato. Per esempio, al fine di ottenere un ritardo dell’onda termica di 8 h, occorre una parete da 23 cm in laterizio termoisolante, oppure da 28 cm in calcestruzzo, oppure ancora da 36 cm in semplice laterizio semipieno. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 35 0,9 fattore di attenuazione f [-] cls 1 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 laterizio semipieno 0,1 laterizio termoisolante 0 sughero lana di roccia 24 polistirene 22 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 spessore s [m] 20 sfasamento Dtf [h] 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 spessore s [m] 24 22 20 18 sfasamento Dtf [h] Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa Fattore di attenuazione (in alto) e sfasamento temporale (al centro) al variare dello spessore per alcuni materiali da costruzione. In basso, sfasamento temporale al variare dello spessore normalizzato s/δ, dove δ rappresenta la lunghezza di penetrazione dell’onda termica. 16 14 effusività 12 10 8 6 4 2 0 36 0,0 0,5 1.0 1,5 2,0 2,5 3,0 s/d [-] RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Dal confronto tra i fattori di attenuazione e gli sfasamenti relativi alle cinque stratigrafie prese in considerazione, emerge che: VERIFICA SECONDO IL PROTOCOLLO ITACA: REQUISITO 4.3.3. - INERZIA TERMICA Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa Esistono pochi metodi semplificati per la determinazione dello sfasamento temporale dell’onda termica. Il Protocollo ITACA, al punto 1.8 - Inerzia termica, propone una tabella (vedi il paragrafo 1.2) da cui è possibile ricavare il valore di sfasamento disponendo della trasmittanza termica della parete e della sua massa frontale. Per le tipologie murarie prese in esame, la corrispondenza tra i valori da tabella ITACA e i valori ricavabili con la procedura di calcolo da norma UNI EN ISO 13786 è verificata per le soluzioni in laterizio, ma lo è meno per gli altri materiali, in particolare per il calcestruzzo. Si evince, quindi, che la tabella è stata tarata su materiali e soluzioni costruttive maggiormente diffusi. Nell’ambito della valutazione svolta, sono state dunque individuate le seguenti tipologie di chiusura verticale, aventi valori di trasmittanza equivalenti e rispondenti agli standard previsti dal D.Lgs. 192/05 e s.m.i. per la fascia climatica di Roma (U=0,5 W/m2K): 1. muratura monostrato in blocchi forati di laterizio; 2. muratura in blocchi forati di laterizio con isolante a cappotto; 3. muratura doppio strato in elementi forati di laterizio con isolante in intercapedine; 4. muratura in elementi forati di laterizio e mattoni pieni faccia a vista con isolante in intercapedine. Tali tipologie sono state confrontate con la soluzione iper-leggera (chiusura monostrato isolante), naturalmente a parità di condizioni. Mentre queste cinque stratigrafie saranno oggetto, nel paragrafo successivo, di valutazioni energetiche alla scala dell’edificio, qui vengono analizzate alla scala del componente. Esse, presentando lo stesso valore di trasmittanza termica (U = 0,50 W/m2K), hanno lo stesso comportamento in regime stazionario; sostanzialmente diverse sono, invece, le loro caratteristiche dinamiche. Verifica dell’inerzia termica secondo il Protocollo ITACA. chiusura verticale in termolaterizio massa frontale della parete (kg/m2) trasmittanza termica (W/m2K) sfasamento da UNI EN 13786 (h) attenuazione da UNI EN 13786 sfasamento teorico da tabella ITACA (h) attenuazione teorica da tabella ITACA punteggio ITACA sp. 20 cm 176 0,96 6,5 0,6 6 0,6 -2 sp. 25 cm 220 0,80 8,6 0,4 8 0,5 0 sp. 30 cm 263 0,68 10,6 0,3 10 0,4 2 sp. 35 cm 307 0,59 12,7 0,2 10 0,2 2 sp. 40 cm 351 0,52 14,8 0,1 12 0,2 4 sp. 45 cm 395 0,47 16,8 0,1 14 0,1 5 chiusura verticale in calcestruzzo massa frontale della parete (kg/m2) trasmittanza termica (W/m2K) sfasamento da UNI EN 13786 (h) attenuazione da UNI EN 13786 sfasamento teorico da tabella ITACA (h) attenuazione teorica da tabella ITACA punteggio ITACA sp. 7,5 cm 150 4,43 1,8 0,9 6 0,6 -2 sp. 10 cm 200 4,10 2,6 0,9 8 0,5 0 sp. 12,5 cm 250 3,81 3,4 0,8 8 0,4 0 sp. 15 cm 300 3,56 4,1 0,7 10 0,3 2 sp. 17,5 cm 350 3,34 4,9 0,6 12 0,2 4 sp. 20 cm 400 3,14 5,6 0,5 14 0,1 5 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 37 Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa Strati dall’interno all’esterno strato 1 spessore (m) strato 2 strato 3 conduttività (W/mK) densità (kg/m3) capacità termica (J/kgK) spessore (m) conduttività (W/mK) densità (kg/m3) capacità termica (J/kgK) spessore (m) conduttività (W/mK) densità (kg/m3) capacità termica (J/kgK) 1 Muratura monostrato intonacata 2 Muratura monostrato con cappotto 3 4 Muratura doppio Muratura doppio strato strato con isolante con isolante in intercap. in intercapedine e faccia a vista 5 Tamponamento leggero I I I I I E E E E E s(1) int. di calce e gesso 0,015 int. di calce e gesso 0,015 int. di calce e gesso 0,015 int. di calce e gesso 0,015 cartongesso l(1) 0,54 0,54 0,54 0,54 r(1) 1500 1500 1500 1500 c(1) 1010 1010 1010 1010 s(2) murat. in termolater. 0,38 murat. in termolater. 0,17 murat. in termolater.0,085 murat. in termolater. 0,13 isolante l(2) 0,21 0,21 0,21 0,21 r(2) 878 878 878 878 c(2) 840 840 840 840 s(3) int. di calce e cem. 0,015 isolante per cappotto 0,04 isolante 0,04 isolante 0,04 rivest. fibrocemen. l(3) 0,93 0,04 0,04 0,54 r(3) 1800 80 80 80 c(3) 910 670 670 670 0,026 0,21 900 1000 0,07 0,04 80 670 0,013 0,6 1800 910 strato 4 spessore (m) s(4) intonaco plastico 0,005 murat. in termolater.0,085 laterizio faccia a vista 0,12 conduttività (W/mK) l(4) 0,7 0,21 0,65 densità (kg/m3) r(4) 1000 878 1800 capacità termica (J/kgK) c(4) 1010 840 840 strato 5 spessore (m) s(5) int. di calce e cem. 0,015 conduttività (W/mK) l(5) 0,93 densità (kg/m3) r(5) 1800 capacità termica (J/kgK) c(5) 910 dati paretespessore parete (m) S 0,41 0,23 0,24 0,305 massa superficiale (kg/m2) M 383 180 282 356 trasmittanza parete (W/m2K) U 0,49 0,50 0,49 0,50 capacità termica superf. (kJ/m2K)C 328 155 175 382 matrice matrice di trasferimento Z(1,1) 0,99991+0,022953i 0,99991+0,022953i 0,99991+0,022953i 0,99991+0,022953i vedi UNI EN 13786 Z(1,2) -0,027777-0,00021253i -0,027777-0,00021253i -0,027777-0,00021253i -0,027777-0,00021253i Z(2,1) 0,012644+1,6526i 0,012644+1,6526i 0,012644+1,6526i 0,012644+1,6526i Z(2,2) 0,99991+0,022953i 0,99991+0,022953i 0,99991+0,022953i 0,99991+0,022953i proprietà fattore di decrem. o attenuaz. f (–) 0,11 0,31 0,48 0,26 termiche sfasamento Dtf (h) 15,8 8,6 8,4 11,4 dinamiche trasm. termica periodica YIE (W/m2K) 0,05 0,15 0,24 0,15 Proprietà termiche dinamiche di 5 stratigrafie per chiusure verticali opache, a parità di trasmittanza (U=0,5 W/m2K). 0,109 32 0,48 51 0,9978+0,11481i -0,12376-0,0047385i 0,070989-1,854i 0,9978+0,11481i 0,95 1,9 0,46 •le soluzioni in laterizio, siano esse monostrato (soluzione 1) oppure doppio strato laterizio+isolante (soluzioni 2, 3, 4), presentano caratteristiche dinamiche migliori rispetto al tamponamento leggero (soluzione 5) che, come prevedibile, non è in grado né di smorzare, né di ritardare l’onda termica; •tra le soluzioni in laterizio, la migliore prestazione è ottenuta dalla parete monostrato, sia per quanto riguarda l’attenuazione (valore più basso) che per quanto riguarda lo sfasamento (valore più alto); •le soluzioni in laterizio+isolante (soluzioni 2, 3, 4) garantiscono tutte uno sfasamento di almeno 8 ore, valore minimo per poter considerare una chiusura dotata di sufficiente inerzia termica (12 h sono generalmente ritenute un valore ottimale). I risultati dell’analisi dinamica delle chiusure considerate sono coerenti con i risultati dell’analisi effettuata attraverso la simulazione a livello dell’intero edificio (vedi paragrafo 3.2): la soluzione in tamponamento leggero, che presenta le peggiori prestazioni di attenuazione e sfasamento, comporta per l’edificio i consumi energetici più alti. L’analisi a livello delle chiusure evidenzia, peraltro, delle differenze tra le diverse soluzioni in laterizio, che 38 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI fattore di attenuazione f [-] 0,90 Fattore di attenuazione (in alto) e sfasamento (in basso) delle cinque stratigrafie prese in considerazione. 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 Muratura monostrato intonacata Muratura monostrato con cappotto Muratura doppio Muratura doppio strato strato con isolante con isolante in interc. in intercapedine e faccia a vista Tamponamento leggero I I I I I E E E E E 24 22 sfasamento Dtf [h] 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Muratura monostrato intonacata Muratura monostrato con cappotto Muratura doppio Muratura doppio strato strato con isolante con isolante in interc. in intercapedine e faccia a vista Tamponamento leggero risultano invece quasi equivalenti nelle variazioni energetiche alla scala dell’edificio e dei relativi consumi. Possono contribuire a tale discrepanza diversi fattori, tra cui il differente ruolo che ha l’inerzia termica per le varie esposizioni presenti nell’edificio. Infatti, il contributo che l’inerzia termica di una parete può dare alla riduzione dei consumi di riscaldamento e di raffrescamento dipende dall’orientamento della parete stessa, cioè dalle caratteristiche dell’irraggiamento solare che la investe. Per esempio, la sostituzione di una chiusura caratterizzata da uno sfasamento di 8 ore con una a sfasamento di 16 ore ha un effetto significativo per il flusso termico che interessa una parete a sud, ma risulta meno rilevante per una parete esposta a nord. Queste considerazioni mettono in evidenza che è possibile individuare soluzioni con diverse caratteristiche di inerzia termica, RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 39 Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa 1,00 Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa ciascuna più appropriata per una data esposizione. Dunque, è doveroso distinguere tra la valutazione del comportamento inerziale di una parete in termini generali e assoluti, come avviene in questo studio, e il semplice comportamento energetico all’interno del sistema edificio in specifiche condizioni di contesto. Un altro aspetto, importante nel determinare gli effetti dell’inerzia termica sui consumi energetici, è rappresentato anche dal regime di funzionamento dell’impianto termico ipotizzato. Proprietà termiche dinamiche di diverse stratigrafie ottenute variando la posizione dell’isolante. Posizione dell’isolante termico Le soluzioni analizzate differiscono tra di loro anche per la posizione dell’isolante, che si trova verso l’esterno nella soluzione a cappotto e a metà della stratigrafia nelle soluzioni a doppia parete. In regime stazionario, una variazione nella successione degli strati nella sezione muraria non ne altera il comportamento termico, avendo significato solo per quanto riguarda la possibilità di formazione di condensa. Gli effetti sul comportamento dinamico possono invece essere rilevanti. Vengono qui riportati i risultati di valutazioni effettuate su diverse soluzioni, ottenute variando la posizione dello strato isolante all’interno di una parete in laterizio. La posizione dello strato isolante influisce soprattutto sul fattore di attenuazione, che varia da un minimo di 0,31 per la soluzione con cappotto esterno a un massimo di 0,49 per la soluzione con isolante al centro, mentre ha poca influenza sul ritardo temporale, che varia meno del 10% tra le diverse soluzioni analizzate. Questi risultati sono in accordo qualitativo con quelli ottenuti da altri autori (Asan, 2000) su analoghe chiusure laterizio+isolante. Tali autori, in particolare, hanno analizzato la possibilità che lo strato di isolante venga suddiviso in due, osservando come l’effetto di attenuazione maggiore corrisponda al caso in cui i due strati di isolante si trovino uno verso l’interno e l’altro verso l’esterno, con il laterizio al centro. I E I strati dall’interno all’esterno isolante 4 cm + laterizio 17 cm SOLUZIONE 1A numero strati spessore totale (m) E I laterizio 4 cm + isolante 4 cm + laterizio 13 cm E I laterizio 8,5 cm + isolante 4 cm + laterizio 8,5 cm 2A 3A E I laterizio 13 cm + isolante 4 cm + laterizio 4 cm E laterizio 17 cm + isolante 4 cm 4A 5A 4 5 5 5 4 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 massa frontale totale (kg/m2) 180 180 180 180 180 trasmittanza termica (W/m2K) 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 f (-) 0,37 0,46 0,49 0,41 0,31 Dtf (h) 8,2 8,0 8,1 8,0 8,6 0,18 0,23 0,24 0,20 0,15 YIE (W/m2K) 40 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Legenda: s(1) intonaco di calce e gesso s(2) muratura in termolaterizio s(3) isolante s(4) intonaco plastico Accoppiamento termolaterizioisolante: proprietà termiche dinamiche. 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B E E E E E E E I I I I I I I 0,015 0,015 0,015 0,015 strati dall’interno all’esterno spessore (m) s(1) 0,015 0,015 0,015 conduttività (W/mK) l(1) 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 densità (kg/m3) r(1) 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 calore specifico (J/kgK) c(1) 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 spessore (m) s(2) 0,325 0,27 0,22 0,17 0,115 0,06 0,01 0,21 conduttività (W/mK) l(2) 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 0,21 densità (kg/m3) r(2) 878 878 878 878 878 878 878 calore specifico (J/kgK) c(2) 840 840 840 840 840 840 840 spessore (m) s(3) 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,04 conduttività (W/mK) l(3) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 densità (kg/m3) r(3) 80 80 80 80 80 80 80 calore specifico (J/kgK) c(3) 670 670 670 670 670 670 670 spessore (m) s(4) 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 conduttività (W/mK) l(4) 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 densità (kg/m3) r(4) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 calore specifico (J/kgK) c(4) 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 S 0,335 0,31 0,27 0,23 0,185 0,14 0,1 spessore parete (m) massa superficiale (kg/m2) M 314 266 223 180 132 85 42 trasmittanza parete (W/m2K) U 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 capacità termica frontale (J/m2K) C 268010 227980 191640 155300 115270 75242 38902 fattore di decremento o attenuazione (-) f 0,12 0,16 0,21 0,31 0,48 0,76 0,96 sfasamento (h) Dtf 14,2 12,4 10,5 8,6 6,3 3,8 1,6 trasmittanza periodica (W/m2K) YIE 0,06 0,08 0,11 0,15 0,24 0,38 0,48 Come evidenziato nella relativa scheda, il fattore di attenuazione diminuisce per spessori di termolaterizio più elevati, caratterizzati da uno strato minore di isolante. Il ritardo temporale (sfasamento), invece, cresce in maniera sostanzialmente lineare, in relazione all’aumentare della massa. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 41 Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa Accoppiamento tra termolaterizio e isolante Con riferimento ai materiali impiegati nella stratigrafia 2 – muratura monostrato con cappotto – sono considerati nel seguito diversi modi di combinare i due materiali, a parità di trasmittanza U e di ordine dei due strati (termolaterizio interno, cappotto esterno). Si ottengono così diverse soluzioni di spessore variabile: procedendo dalla soluzione denotata con 1B alla soluzione 7B si ha una diminuzione dello spessore dell’elemento in termolaterizio, cui corrisponde un aumento dello spessore di isolante e una riduzione dello spessore complessivo della parete. 20 1,0 fattore attenuazione 0,9 18 sfasamento 0,8 16 0,7 14 0,6 12 0,5 10 0,4 8 0,3 6 0,2 4 0,1 2 0 0,0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 spessore termolaterizio (m) 1,0 Fattore di attenuazione di diverse stratigrafie in funzione della massa frontale. 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 50 100 150 200 250 300 350 massa frontale (kg/m2) stratigrafie 1÷5 42 stratigrafie 1A÷5A stratigrafie 1B÷7B stratigrafie da (Asan 2000) RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 400 sfasamento (h) fattore di attenuazione (-) Stratigrafie 1B÷7B: fattore di attenuazione e sfasamento al variare dello spessore dell’elemento in termolaterizio. fattore di attenuazione (-) Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa Considerando, infine, il fattore di attenuazione di tutte le soluzioni esaminate (1÷5, 1A÷5A, 1B÷7B) e per una famiglia di stratigrafie laterizio+isolante analizzate nella ricerca Asan (2000), si evidenzia come la massa frontale caratterizzante l’involucro esterno di un edificio sia un parametro non sufficiente a determinare l’inerzia termica dello stesso, in assenza di altre grandezze, quali lo spessore, la capacità termica volumica e la conduttività termica. Ciononostante, la massa frontale è spesso utilizzata (così è anche nel D.Lgs. 192/05 e s.m.i.) come parametro significativo connotante l’inerzia termica della soluzione di frontiera. Per verificare il ruolo della massa sui consumi energetici, è stata condotta una valutazione in regime dinamico del fabbisogno energetico di alcuni edificitipo realizzati con diverse soluzioni di involucro aventi valori di trasmittanza analoghi, utilizzando il codice DOE-2 che calcola su base oraria, in regime dinamico, l’uso di energia del sistema edilizio avendo come dati di ingresso: le condizioni meteorologiche ora per ora di un anno-tipo, la descrizione geometrica e termofisica dell’edificio, la definizione degli impianti e l’utilizzo orario degli stessi. Lo studio condotto si basa sul confronto energetico-prestazionale tra cinque possibili soluzioni di involucro edilizio verticale opaco (considerate nel precedente paragrafo 3.1), applicate a quattro tipologie edilizie (distinte in funzione del diverso rapporto superficie disperdente/volume lordo riscaldato). Le simulazioni energetiche sono state effettuate in riferimento a una condizione climatica media rappresentativa della variabilità nazionale (dati climatici orari della stazione meteo di Roma città). Sono state dunque individuate le seguenti tecnologie murarie, aventi valori di trasmittanza equivalenti (U=0,5 W/m2K): 1. muratura monostrato in blocchi forati di laterizio; 2. muratura in blocchi forati di laterizio con isolante a cappotto; 3. muratura doppio strato in elementi forati di laterizio con isolante in intercapedine; 4. muratura in elementi forati di laterizio e mattoni pieni faccia a vista con isolante in intercapedine e confrontate con la tipologia iper-leggera (tamponamento isolante). Per tutti i casi simulati sono state considerate identiche chiusure verticali trasparenti costituite da vetrocamera chiaro basso emissivo (U=1,81 W/m2K; 30% 1 2 4 3 25% 25% 30% 20% 25% 1 2 3 15% 15% 10% 13% 22% 18% 17% 17% 20% 15% 15% 13% 4 22% 20% 20% 20% 20% 15% 15% 18% 21% 25% 26% 26% 26% 26% 26% 26% 21% 17% 17% 15% 15% 15% 15% Riduzione percentuale del fabbisogno energetico invernale delle quattro soluzioni massive rispetto all’involucro con tamponamento leggero (sotto) di pari trasmittanza, al variare del rapporto S/V. E 10% 5% 5% 0% I 0% S/V = 0,83 Legenda S/V = 0,64 S/V = 0,83 E S/V = 0,43 EE E I E I 1I 1 S/V = 0,43 S/V = 0,64 2 2 I S/V = 0,22 E I I 3 E E I 3 S/V = 0,22 4 I 4 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 43 Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa 3.2 Valutazione in regime dinamico delle prestazioni energetiche di diverse soluzioni tecniche di involucro Il fattore tempo nella gestione dei flussi termici e il ruolo della massa SC=0,69). La distribuzione delle superfici finestrate è stata assegnata secondo rapporti aeroilluminanti convenzionali (rapporto superficie-finestrata/ superficie-ambiente ≥ 1/8). Per la copertura e il primo solaio riscaldato sono state assegnate soluzioni convenzionali in latero-cemento isolate nel rispetto dei valori limiti previsti nella normativa specifica; le partizioni interne sono costituite da tramezze in elementi forati di laterizio ed i solai di interpiano sono stati considerati in latero-cemento. Le prestazioni delle diverse soluzioni di involucro verticale opaco sono state valutate in termini di fabbisogno energetico annuo per riscaldamento e raffrescamento (domanda di energia alla centrale di produzione termica e frigorifera), ipotizzando un impianto convenzionale fan-coil con regime di funzionamento continuo durante tutto l’arco dell’anno. I ricambi aria sono stati assunti costanti e pari a 0,5 vol/ora e le temperature di set-point interne alle zone sono state poste pari a 20°C per il riscaldamento e a 26°C per il raffrescamento. La suddivisione in zone termiche di ogni edificio è stata concepita secondo zone perimetrali (distinte in ragione delle diverse esposizioni), zone centrali di distribuzione orizzontale (non a contatto diretto con l’esterno) e zone di distribuzione verticale non condizionate (vani scala ed ascensori). Alle zone condizionate sono stati assegnati carichi interni per illuminazione, apparecchiature elettriche e presenza di persone, tipici per la residenza. La conformazione delle zone termiche ha consentito di assegnare un affaccio finestrato prevalente (due contrapposti per la tipologia a torre) rivolto a sud. Dall’analisi dei risultati delle simulazioni svolte si evidenzia un comportamento energetico-prestazionale analogo per le alternative di involucro verticale dotate di massa e, di contro, un fabbisogno energetico invernale ed estivo superiore per la soluzione di involucro iper-leggera (con incrementi variabili, secondo la tipologia edilizia, fino al 30%). Riduzione percentuale del fabbisogno energetico estivo delle quattro soluzioni massive rispetto all’involucro con tamponamento leggero (sotto) di pari trasmittanza, al variare del rapporto S/V. E I 9% 1 2 4 3 8% 8% 8% 30% 7% 6% 2 3 26% 26% 26% 6% 25% 5% 20% 4% 3% 17% 4% 15% 13% 22% 15% 4% 4% 17% 15% 15% 2% 1% 5% 0% 2% 0% E S/VS/V = =0,64 0,64 S/V = 0,43 S/V = 0,43 E E E I I1 44 21% 3% S/V = 0,83 S/V = 0,83 Legenda 20% 20% 18% 15% 15% 3% 10% 7% 7% 7% 4 25% 5% 3% 1 8% 8% E I 2 I S/V = 0,22 E E I 3 S/V = 0,22 E I I 4 I RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali 4. I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali Numerose sono le tipologie di laterizio, caratterizzate da prestazioni ed usi diversi, presenti sul mercato: elementi per strutture murarie (mattoni e blocchi), murature faccia a vista, pavimentazioni (“cotto”), strutture orizzontali (pignatte), coperture (tegole e coppi), partizioni interne e divisori (forati), nonché tavelle, tavelloni e pezzi speciali. Elementi per strutture murarie. I mattoni e i blocchi vengono prodotti in laterizio normale o alleggerito in pasta. I laterizi alleggeriti in pasta, che hanno lo scopo di migliorare le prestazioni di isolamento termico, si ottengono miscelando all’impasto dell’argilla, prima della loro formatura, materiale combustibile finemente suddiviso che, a cottura avvenuta, lascia il posto a piccolissimi vuoti all’interno della massa del laterizio. I blocchi, elementi di elevato spessore, sono normalmente utilizzati come chiusura monostrato e con funzione portante. Per lo più sono a fori verticali e, spesso, svolgono anche un ruolo strutturale. I blocchi a fori orizzontali presentano una maggiore percentuale di foratura volta a migliorare le prestazioni termiche, ma sono generalmente utilizzati per strutture di tamponamento. Mattoni (volume ≤ 5,5 dm3) pieni (foratura ≤ 15%) semipieni (15% < foratura ≤ 45%) forati (foratura > 45%) Blocchi (volume > 5,5 dm3) semipieni (15% < foratura ≤ 45%) forati (foratura > 45%) Elementi per murature faccia a vista e facciate ventilate. In relazione alle diverse tecnologie di produzione, si possono classificare in estrusi (pieni, semipieni, forati), pressati (pieni, con contenuto di umidità dell’impasto che varia dal cosiddetto “pasta molle” al secco) e a mano (pezzi speciali quali cornici, cimase, modanature particolari). Della famiglia dei faccia a vista fanno parte anche i frangisole, elementi ad elevata percentuale di foratura utilizzati nei tamponamenti verticali “trasparenti”. Tali prodotti sono caratterizzati da colorazioni diverse per una migliore funzione estetica. Elementi per strutture orizzontali (pignatte). Gli elementi di laterizio per strutture orizzontali fungono da elementi di alleggerimento o collaboranti nei solai in latero-cemento (gettati in opera, a travetti, a pannelli prefabbricati, a lastre) in unione alla struttura in calcestruzzo armato. I laterizi per solaio sono elementi con percentuale di foratura compresa tra il 60 e il 75%, posti in opera a fori orizzontali. Elementi per coperture (tegole e coppi). In Italia se ne producono di due categorie: elementi estrusi e stampati, che prendono diversi nomi a seconda della loro conformazione: coppo, portoghese, marsigliese, olandese, romana (o embrice). Si possono ottenere in varie colorazioni, sia miscelando opportunamente diverse qualità di argilla, sia aggiungendo sostanze coloranti, per RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 45 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali lo più ossidi metallici, all’impasto, ottenendo in tal modo colori che vanno dal giallo, al rosso, al “testa di moro”. Elementi per partizioni interne e divisori (forati). Sono elementi di laterizio in cui l’area complessiva dei fori può arrivare fino al 70-75% dell’area totale della sezione di estrusione. Data l’elevata percentuale di vuoti, vengono prevalentemente utilizzati per pareti di tamponamento e divisori. Tavelle e tavelloni. Sono laterizi particolari, generalmente a setti sottili, che richiedono materie prime e tecnologie produttive raffinate. Mentre le tavelle trovano impiego nelle controsoffittature, nelle fodere di pareti verticali e in specifici interventi di isolamento termico, i tavelloni vengono impiegati sia per realizzare particolari strutture orizzontali, appoggiati su appositi travetti o muricci (vespai), sia per strutture verticali di controfodera o tramezzatura. In particolare, gli elementi di laterizio per murature, sia da tamponamento, sia con funzioni strutturali, vengono generalmente prodotti con spessori che variano dagli 8 ai 38 cm, in funzione della tipologia e del ruolo svolto nell’organismo edilizio; ma possono arrivare anche a 45÷50 cm per assicurare idonei valori di inerzia e isolamento termico. Ai fini della prestazione termica, i giunti tra gli elementi hanno un ruolo importante, a causa della maggiore conducibilità termica del legante. È, quindi, fondamentale ricercare, da un lato, i prodotti più performanti in relazione alle esigenze di progetto, ma anche porre molta attenzione alla loro messa in opera per evitare che la specifica prestazione venga compromessa da un’errata esecuzione della muratura; in tal senso, l’utilizzo, per esempio, di malte termiche rappresenta già una buona soluzione per limitare i problemi derivanti dai ponti termici dei giunti. Inoltre, per velocizzare la realizzazione di murature in laterizio e limitare i problemi derivanti da errori di messa in opera, che si possono ripercuotere anche sulle prestazioni in uso della muratura, come quelle termiche legate alla realizzazione dei giunti, sono oggi disponibili blocchi ad incastro che limitano l’uso della malta ai soli giunti orizzontali e i blocchi rettificati; per questi ultimi, la perfetta planarità della faccia di posa, oltre a rendere più spedita la messa in opera, permette di utilizzare malte-colla per realizzare giunti di pochi millimetri di spessore, migliorando così le caratteristiche termiche della parete. Per offrire prodotti ad alta prestazione termica, si stanno affermando sistemi integrati per murature portanti e di tamponamento costituiti da una parte resistente e da una parte di rivestimento esterno, entrambe in laterizio, e da uno strato coibente interposto o iniettato, così da realizzare con un solo blocco una parete pluristrato isolata. Sono stati di recente introdotti sul mercato prodotti in laterizio con specifici materiali isolanti eco-compatibili inseriti nelle forature e blocchi a setti sottili, ad elevato numero di file di fori, per migliorare le prestazioni termiche di isolamento e inerzia termica delle soluzioni monostrato. 46 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali 4.1 L’informazione tecnica sulle prestazioni termiche dei prodotti in laterizio per chiusure verticali Per conoscere il comportamento di una chiusura verticale in laterizio, occorre considerare il fatto che la prestazione termica dello strato di muratura non dipende esclusivamente dal suo spessore ma anche, e in modo determinante, dalle caratteristiche degli elementi utilizzati e dal tipo di giunto realizzato. Le prestazioni termiche dei mattoni e blocchi in laterizio vengono oggi attestate tramite la marcatura CE, obbligatoria in Italia dal 1 aprile 2006, che prevede l’autocertificazione e l’assunzione di responsabilità da parte del produttore del valore indicato sul cartiglio di accompagnamento di ogni prodotto. Tale marcatura, prevista dalla direttiva europea 89/109/CE sui prodotti da costruzione, è un’attestazione di conformità agli standard europei e alle normative italiane vigenti, pur non rappresentando un marchio di qualità. All’interno della marcatura CE è possibile reperire il valore della conducibilità termica equivalente dell’elemento λeq (W/mK) e della sua resistenza termica R (m2K/W), ottenuta dividendo lo spessore in opera dell’elemento stesso per la sua conducibilità termica equivalente: per entrambi i valori (definizioni, criteri di valutazione, ecc.) si fa riferimento alla UNI EN 1745:2005, Muratura e prodotti per muratura – Metodi per determinare i valori termici di progetto, che sostituisce la precedente procedura di calcolo prevista dalla normativa nazionale UNI 10355:1994, Murature e solai – Valori della resistenza termica e metodi di calcolo. EN 771-1 Categoria II, LD, 400-200-250 Elemento in laterizio per muratura, codice prodotto: 00036 - 00057 Dimensioni (lunghezza, larghezza, altezza) Tolleranze dimensionali: Categoria di tolleranza: Categoria di intervallo: Planarità: Parallelismo: Configurazione: Vedi tabella allegata Resistenza a compressione media: (Categoria II) Stabilità dimensionale, dilatazione all’umidità: Forza di adesione: Contenuto di sali solubili attivi: Reazione al fuoco: Assorbimento d’acqua: Isolamento acustico dai rumori aerei: Massa volumica lorda Categoria di tolleranza Configurazione Conducibilità termica equivalente: Durabilità gelo - disgelo: Sostanze pericolose: Tabella configurazione Percentuale foratura: Spess. pareti esterne: Spess. setti interni: Numero fori presa: Area max foro singolo: Esempio di cartiglio per la marcatura CE di un elemento di laterizio per murature. 400 - 200 - 250 mm Tm R1 NPD NPD II NPD N/mm2 ⊥ NPD N/mm2 NPD NPD S0 A1 da non lasciare esposto all’acqua 690 kg/m3 D1 come sopra 0,36 l secco W/mk F0 non richiesto da norme specifiche 60% 10,00 mm 7,00 mm nessuno 13 cm2 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 47 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali Informazioni tecniche di prodotto e di sistema costruttivo, utili al calcolo del comportamento energetico degli edifici. La marcatura CE nasce come strumento informativo per guidare il progettista nella scelta del prodotto adeguato alla specifica soluzione progettuale. Tuttavia, il valore di conducibilità termica equivalente previsto dal cartiglio CE è riferito al singolo elemento e non alla muratura con esso costruita. Il valore invece necessario al progettista, per determinare la trasmittanza di un involucro, è quello relativo allo strato di mattoni (o blocchi) già messi in opera comprensivo dei giunti di malta. Quest’ultima, come noto, presenta generalmente una conducibilità termica superiore all’elemento in laterizio (soprattutto le malte cementizie): quindi, la prestazione dell’intera parete in muratura potrebbe risultare ridotta rispetto al valore di resistenza termica del solo prodotto indicata nella marcatura CE. Ai fini del calcolo occorre pertanto utilizzare il valore della resistenza termica complessiva dello strato in muratura (R= m2K/W), oppure il suo reciproco, cioè la conduttanza dello strato in muratura (C= W/m2K): tali valori devono essere ricavati tenendo conto dell’incidenza dei giunti di malta e dell’umidità, prevedibile in condizioni di esercizio (UNI EN 1745:2005). Inoltre, va ricordato che sia la resistenza R che la conduttanza C sono calcolati escludendo i coefficienti liminari interno/esterno. Il valore della trasmittanza della parete (U= W/m2K) è pertanto il risultato del valore di resistenza della muratura, integrato con gli strati di intonaco e con i coefficienti liminari. Una informazione tecnica di prodotto esauriente, in grado di fornire le caratteristiche termiche da utilizzare all’interno dei calcoli energetici, dovrebbe contenere almeno i seguenti dati: - le dimensioni dell’elemento o del componente che costituirà la strato dell’involucro (cm); - il peso specifico, o densità ρ, o massa volumica del materiale componente l’elemento e, nel caso dei blocchi in laterizio, dell’argilla (kg/m3); - la conducibilità o conduttività termica λm del materiale componente l’elemento e, nel caso dei blocchi in laterizio, dell’argilla “cotta” (W/mK); - la percentuale di foratura dei blocchi F; - il senso di giacitura dei fori; - la geometria e le file di fori parallele e perpendicolari allo spessore della muratura; - la resistenza termica del blocco o del componente R (m2K/W); - la trasmittanza termica del blocco o del componente U (W/m2K); - il calore specifico o la capacità termica specifica o la capacità termica volumetrica del blocco o del componente, nel caso si tratti di altri elementi della chiusura, c (J/kgK); - la diffusività termica del blocco o del componente α (m2/s*107); - il coefficiente di resistenza al vapore (adimensionale), corrispondente al rapporto fra la resistenza alla diffusione del vapore μ offerta dal materiale e quella dell’aria; - il tipo di giunto e di malta, utilizzati per la messa in opera dei prodotti; - il valore di conducibilità termica equivalente dello strato λeq (W/mK); - il valore di resistenza termica equivalente dello strato Req (m2K/W). L’informazione tecnica relativa alle chiusure verticali previste, necessaria per i calcoli del fabbisogno energetico dell’edificio, dovrebbe comprendere in particolare: - lo spessore totale della soluzione tecnica (cm); - gli spessori parziali dei componenti il “pacchetto” (cm); - il valore di massa superficiale frontale (kg/m2); - la resistenza termica R degli strati componenti (m2K/W); - la resistenza termica totale Rtot (m2K/W); - la trasmittanza termica totale, con l’inclusione dei coefficienti liminari Utot (W/m2K); - la trasmittanza termica periodica YIE (W/m2K); - la capacità termica della muratura C (J/kgK); - la verifica di Glaser (per accertare il rischio di condensa); - il valore dello smorzamento o attenuazione dell’onda termica f; - il valore dello sfasamento dell’onda termica ΔTf attraverso la chiusura perimetrale (h). 48 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le prestazioni termiche di prodotti omogenei sono contenute all’interno della norma UNI 10351 e della norma UNI EN ISO 10456:2008, che indicano i valori di densità e di conducibilità termica dei principali materiali da costruzione. Per conoscere però il comportamento termico degli strati di involucro costituiti da materiali non omogenei, come le muratura in blocchi forati, in laterizio o calcestruzzo alleggerito, occorre procedere diversamente. Gli elementi forati sono caratterizzati dalla presenza di cavità d’aria, che variano l’andamento del flusso termico nello spessore del blocco, per cui le proprietà termiche non possono essere definite semplicemente dalla conduttività del materiale di base. La forma e la geometra dei fori dell’elemento determinano, infatti, una forte influenza sui valori termici. La UNI 10355, Murature e solai – Valori della resistenza termica e metodi di calcolo, introdotta nel 1994, ha costituito il primo esempio italiano di approccio alla determinazione dei valori di resistenza termica basato su un metodo di calcolo teorico ben definito e non su prove di laboratorio, soggette a possibili errori. Dal mese di aprile 2005, è in vigore in Italia la norma UNI EN 1745, la quale fornisce i procedimenti per determinare i valori di resistenza e conduttività termica di prodotti in laterizio per muratura, richiesti dalla marcatura CE. Questa norma offre gli strumenti di definizione, da un lato, delle caratteristiche termiche intrinseche degli elementi in laterizio, necessarie ai fini della marcatura CE e, dall’altro, delle caratteristiche termiche della muratura con essi realizzata, utili al progettista per la valutazione delle dispersioni termiche delle pareti. Per la determinazione dei valori di R e λ equivalenti di progetto, relativamente ad una muratura formata da elementi distinti, sussistono due possibilità: la prima è quella delle misurazioni in laboratorio su tre campioni di elementi provenienti da diversi lotti di produzione, da cui si ricava un valore medio; la seconda è quella che adotta uno specifico metodo di calcolo secondo determinati valori tabellari; per cui, a partire dai valori di R e λ del materiale, si applica la correzione dei fattori di umidità presenti nelle tabelle dell’appendice A, per ottenere i valori di progetto della muratura (in tal caso è anche possibile utilizzare il metodo agli elementi finiti o alle differenze finite). I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali 4.2 Analisi delle norme tecniche per il calcolo delle prestazioni termiche di prodotto Esempio di calcolo secondo la norma UNI EN 1745 con il metodo semplificato. Blocco in termolaterizio (25x35x25 cm, foratura 60%) a fori orizzontali Un blocco di laterizio perforato ha dimensioni 250x350x250 mm. Il giunto orizzontale è formato da una malta con una conduttività termica λ10,dry di 0,9 W/mK (1800 kg/m3). La densità del materiale costituente il blocco è 1550 kg/m3, e può essere derivata dalla massa e dal volume netto del blocco (il volume netto del blocco deve essere calcolato secondo la UNI EN 772-3 o la UNI 772-9). Il blocco ha 11 file di fori, ossia 3,15 file di fori per 100 mm di spessore, e 3 o 7 fori per fila, pari a 1,2 o 2,8 fori ogni 100 mm di altezza dell’elemento. Poichè la norma UNI EN 1745 non contempla una classe geometrica 3,15/1,2, occorre fare riferimento alla geometria B.11 (3,7/1,5): i valori indicati nel prospetto specifico sono valori cautelativi a causa del numero di vuoti per fila e dello spessore. Dall’appendice A, il valore λ10,dry relativo al materiale argilla “cotta” con una massa volumica di 1550 kg/m3 è di 0,41 W/mK. Dalla prima colonna del prospetto B.11 (λmortar = 0,9 W/mK e λmater = 0,41 W/mK) si ottiene una resistenza termica per 100 mm di spessore di 0,43 m2K/W e un λequ di 0,23 W/mK. Poiché il blocco ha uno spessore di 35 cm, il valore R della parete a secco è 0,43 x 3,5 = 1,5 m2K/W, ovvero: Rmur secco = 1,5 m2K/W Per ottenere il valore termico di progetto, occorre correggere la resistenza termica in funzione dell’umidità della muratura prevedibile a regime. In merito, la norma prevede una riduzione dei valori (calcolati a secco) del 6% per ogni punto percentuale di umidità prevista per la muratura in opera, in condizioni di esercizio. Pertanto, per un contenuto di umidità pari all’1% in volume, la resistenza a secco deve essere moltiplicata per 0,94; questo porta ad una resistenza di progetto di 1,5 x 0,94 = 1,41 m2K/W: Rmur progetto = 1,41 m2K/W Un contenuto di umidità dell’1,5% in volume porta ad una resistenza di progetto di 1,5 x 0,91 = 1,36 m2K/W: Rmur progetto = 1,36 m2K/W Il valore U della trasmittanza termica di progetto è, nel primo caso, di 0,71 W/m2K e, nel secondo caso, di 0,73 W/m2K. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 49 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali 4.3 Analisi parametrica dei fattori di incidenza sulle prestazioni termiche degli elementi in laterizio per murature Esistono molti studi condotti da tempo sull’ottimizzazione di alcuni fattori caratterizzanti, al fine di produrre mattoni e blocchi che siano sempre più performanti dal punto di vista termico. L’intento dell’analisi parametrica che segue è di verificare l’incidenza della forma, della densità dell’impasto d’argilla “cotta”, della quantità di vuoti dell’elemento singolo, per capire di quanto tali fattori possono far variare i risultati dei valori relativi alle prestazioni termiche dell’elemento. I parametri di definizione di un blocco e di una muratura sono: il tipo di impasto di argilla “cotta”, normale o alleggerito; le dimensioni, quali lunghezza, taglio (altezza) e larghezza, spessore dei setti interni e dei setti esterni, area dei fori; la percentuale di foratura, che è determinante per la differenziazione fra blocchi portanti e non portanti; il numero di file di fori, parallele al flusso e perpendicolari al flusso; la giacitura dei fori, orizzontale o verticale; la presenza/assenza dei fori di presa; il tipo di giunto, a facce piane, a incastro o rettificato; il giunto di malta, cementizia, in malta termica o con malta-colla. Negli esempi qui riportati sono state considerate le seguenti incidenze sulle prestazioni termiche: caso 1 – variazione della densità dell’impasto d’argilla caso 2 – variazione delle geometrie dei blocchi di laterizio caso 3 – tipo di malta caso 4 – percentuale di foratura dei blocchi caso 5 – tipo di giunto (a incastro o rettificato) caso 6 – presenza dei fori di presa. Le verifiche sono state condotte con l’applicazione del metodo agli elementi finiti, che offre il vantaggio di poter studiare qualsiasi tipo di prodotto non omogeneo, cioè composto da materiali di natura e proprietà termiche diverse, attribuendo a ogni parte le rispettive caratteristiche termofisiche e riportando queste a un valore equivalente, che può essere successivamente valutato insieme ad altri fattori, a loro volta relativi, ad esempio, a malta, intonaco, ecc., per loro natura omogenei e con proprietà termiche ben identificabili. Da quanto analizzato, si evince che: - i risultati di conduttività equivalente e di resistenza termica di un blocco dipendono inequivocabilmente dal valore di conduttività dell’impasto di argilla “cotta” impiegato per la realizzazione del prodotto; - a parità di percentuale di foratura, non è necessario sperimentare geometrie “labirintiche”, ma è meglio focalizzarsi sulla definizione di un minor numero di geometrie, stando invece attenti alla direzione e alla dimensione dei fori. Questo permetterebbe di definire un panorama di prodotti più limitato, facilitando sensibilmente il progettista nel momento della scelta dei componenti per murature; - l’incidenza dell’impiego di malta ad alte prestazioni rispetto a quella convenzionale è, nelle analisi condotte, dell’ordine del 16%; - la messa in opera di un blocco con giunti verticali ad incastro, rispetto ai giunti verticali lisci e interposizione della malta, determina un miglioramento delle prestazioni termiche quasi del 6%. Se il blocco viene rettificato e, quindi, anche i giunti orizzontali di malta vengono sostituiti da un collante 50 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali Quadro sintetico dei risultati dell’analisi parametrica dei fattori di incidenza sulle prestazioni termiche delle murature in blocchi di laterizio φ: 60% Dim.: 25x30x19 cm Giunto malta normale Fori orizzontali Caso 2 - Geometria φ: 60% Dim.: 25x30x19 cm Giunto malta normale Fori orizzontali Densità laterizio 1600 kg/m3 λmater 0,470 W/mK λeq 0,167 W/mK R 1,296 m2K/W + 1300 λeq 0,177 W/mK R λeq 0,177 W/mK R 1,250 m2K/W valore intermedio 1400 λeq 0,178 W/mK R 1,247 m2K/W 1500 λeq 0,190 W/mK R 1,192 m2K/W λeq 0,197 W/mK R 1,163 m2K/W 1600 λeq 0,197 W/mK λmater 0,470 W/mK R λeq par 0,218 W/mK Rp 1,377 m2K/W Up inton 0,629 W/m2K Malta normale λeq par 0,260 W/mK Rp 1,153 m2K/W Up inton 0,732 W/m2K 1,136 m2K/W + ΔR = 16% λeq 0,205 W/mK R 1,131 m2K/W λeq 0,225 W/mK R 1,059 m2K/W 1800 λeq 0,226 W/mK R 1,055 m2K/W λeq 0,233 W/mK R 1,031 m2K/W 1900 λeq 0,219 W/mK R – Malta termica λeq 0,199 W/mK R 1,153 m2K/W 1,163 m2K/W 1700 λeq 0,204 W/mK R φ: 50% Dim.: 25x30x19 cm Fori orizzontali Densità laterizio 1600 kg/m3 λmater 0,470 W/mK 0,199 W/mK λeq Malta normale λmater 0,930 W/mK Malta isolante λmater 0,340 W/mK Intonaco esterno sp. 1,5 cm λmater 0,930 W/mK Intonaco interno sp. 1,5 cm λmater 0,540 W/mK λeq 0,174 W/mK R 1,263 m2K/W 1,249 m2K/W Caso 3 - Tipo di malta valore intermedio Caso 1 - Densità laterizio 1,081 m2K/W – λeq 0,361 W/mK R 0,740 m2K/W Direzione del flusso + 65% λeq 0,161 W/mK 2 valore intermedio R 1,330 m K/W 50% λeq 0,180 W/mK R 1,175 m2K/W 45% λeq 0,198 W/mK R 1,156 m2K/W 60% λeq 0,199 W/mK R 1,153 m2K/W Caso 5 - Incastro/rettificato φ: 50% Dim.: 35x30x19 cm Giunto malta normale Fori verticali Densità laterizio 1600 kg/m3 λmater 0,470 W/mK blocco liscio + 50% λeq 0,276 W/mK blocco a incastro rettificato blocco a incastro Caso 6 - Fori di presa Dim.: 35x30x19 cm Giunto malta normale Fori verticali Densità laterizio 1600 kg/m3 λmater 0,470 W/mK R λeq 0,272 W/mK R 1,091 m2K/W λeq 0,272 W/mK R 0,994 m2K/W λeq 0,275 W/mK R 0,941 m2K/W 0,937 m2K/W 50% λeq 0,275 W/mK ΔR = 15,94% ΔR = 5,63% R 0,941 m2K/W R 0,958 m2K/W ΔR = 0,43% 47% λeq 0,268 W/mK ΔR = 1,81% valore intermedio Caso 4 - Percentuale di foratura Dim.: 25x30x19 cm Giunto malta normale Fori orizzontali Densità laterizio 1600 kg/m3 λmater 0,470 W/mK 45% λeq 0,260 W/mK ΔR = 4,46% R 0,983 m2K/W 55% λeq 0,244 W/mK R 0,998 m2K/W – – RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 51 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali di spessore di 1 mm, il risultato delle prestazioni termiche si incrementa, rispetto al blocco senza incastro, del 16%; - i valori termici di un blocco con un foro di presa migliorano dell’ordine del 2% rispetto ad un blocco con due fori di presa, a parità di geometria; i valori termici di un blocco senza fori di presa migliorano dell’ordine del 4,5% rispetto a un blocco con due fori di presa, a parità di geometria. Nei riquadri a corredo, sono riportati i risultati dei valori di conduttività termica equivalente dei blocchi schematizzati lungo una scala graduata: è possibile riscontrare alcuni valori, relativi a geometrie differenti, molto simili e ravvicinati in questa scala di rappresentazione. In particolare, nel caso 1, variazione della densità d’impasto dell’argilla “cotta”, la colonna di destra riporta l’andamento del valore della conduttività termica equivalente e della resistenza termica del blocco, in relazione al peso specifico dell’impasto laterizio utilizzato. Nel caso 2, variazione della geometria, la colonna di sinistra riporta le tipologie di blocchi prese in considerazione, con le relative configurazioni, distribuite lungo l’asse e le conduttività termiche equivalenti leq [W/mK]. Quadro sintetico dei risultati dell’analisi parametrica dell’incidenza della densità dell’impasto e della geometria degli elementi componenti sulle prestazioni termiche delle murature in blocchi di laterizio Parametri costanti Parametri costanti φ: 60% Dim.: 25x30x19 cm Giunto malta normale Fori orizzontali Densità laterizio 1600 kg/m3 λmater 0,470 W/mK λeq (W/mK) 0,150 0,160 geometria D 0,170 0,180 geometria E geometria F geometria G 0,190 0,200 geometria A φ: 60% Dim.: 25x30x19 cm Giunto malta normale Fori orizzontali 1300 kg/m3 λeq R 0,177 W/mK 1,249 m2K/W 1500 kg/m3 λeq R 0,190 W/mK 1,192 m2K/W 1600 kg/m3 valore intermedio 1700 kg/m3 λeq R 0,204 W/mK 1,136 m2K/W 1900 kg/m3 λeq R 0,219 W/mK 1,081 m2K/W λeq R 0,197 W/mK 1,163 m2K/W 0,210 geometria C geometria I 0,220 0,230 geometria L geometria M geometria H 0,240 0,350 0,360 geometria B 52 0,370 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali 4.4 Aspetti prestazionali complementari Il progetto di architettura è frutto di un notevole lavoro di definizione di requisiti e selezione di soluzioni tecniche prestazionalmente atte a rispondere a tali requisiti. Molto spesso, la scelta dei componenti e delle soluzioni tecniche è conflittuale rispetto al soddisfacimento dei requisiti: le caratteristiche prestazionali dei materiali e delle modalità di assemblaggio volte a soddisfare un determinato requisito possono orientare in direzione opposta rispetto alle caratteristiche prestazionali adeguate a soddisfare un altro requisito. Il progetto diventa allora luogo di mediazione e calibratura nella scelta dei componenti e delle loro relazioni in vista delle prestazioni più adeguate rispetto alle condizioni al contorno, alla destinazione funzionale, alla durata prevista, ai cicli di manutenzione e trasformazione, ecc. Da un’abitazione ci si aspetta innanzitutto di trovare un ambiente confortevole. Il benessere termico è determinato, da un lato, dalla capacità dell’involucro di isolare le condizioni interne dalle condizioni esterne (isolamento termico), dall’altro dalla capacità del sistema edificio-impianto di determinare adeguate condizioni di comfort interne (temperatura, umidità, velocità dell’aria ecc.). Il benessere acustico, la qualità dell’aria interna, l’eco-compatibilità dei materiali sono altri parametri da considerare in sinergia con il benessere termico ai fini della progettazione di edifici confortevoli e salubri, oltre che ad alta efficienza energetica. Oltre alle prestazioni attese per soddisfare il comfort abitativo, nonché la sicurezza, non va dimenticato che l’edificio si confronta con il tempo e ha una vita utile, più o meno lunga. Per ridurre al minimo gli impatti ambientali legati alla sua costruzione, un edificio dovrebbe essere caratterizzato da un’ampia durata, intesa come mantenimento del livello prestazionale di partenza e come facilità ed economicità di manutenzione nel tempo. Proprio l’attenzione alla vita utile di ciò che dovrà essere costruito ha portato i progettisti a prendere in considerazione nel progetto la dimensione temporale dell’edificio, la sua durata e l’incidenza delle attività di manutenzione come valori intrinseci del manufatto edilizio da tenere nella dovuta considerazione. La scelta dei componenti edilizi deve essere, dunque, orientata anche alla durabilità ed alla manutenibilità, soprattutto nel residenziale (per la quale è usuale aspettarsi una funzione stabile nel tempo). In realtà, il ciclo di vita dell’edificio si estende oltre la vita utile dello stesso: un approccio al progetto che abbia come obiettivo la sostenibilità delle costruzioni e, quindi, la riduzione degli impatti ambientali legati al processo edilizio, non può non estendere l’attenzione sull’intero ciclo di vita dei componenti edilizi, analizzando attentamente non solo le prestazioni che ne caratterizzano l’uso, ma anche gli impatti determinati a monte e a valle della fase d’uso. Proprietà strutturali delle murature in laterizio I prodotti in laterizio per murature possono avere funzione strutturale o non strutturale a seconda degli specifici requisiti connessi alle loro caratteristiche geometriche e alle prestazioni meccaniche richieste. I laterizi utilizzati per uso strutturale e, quindi, per la realizzazione di murature RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 53 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali portanti (D.M. 14/01/2008, “Norme tecniche per le costruzioni”) sono: •mattoni pieni, con non più del 15% di foratura; •mattoni e blocchi semipieni, con foratura tra il 15 e il 45%; •mattoni e blocchi forati, con foratura tra il 45 e il 55%. Questi ultimi elementi possono essere adottati esclusivamente nelle zone a minima sismicità, in quanto le norme specifiche prescrivono il limite della percentuale di foratura degli elementi resistenti al 45% e della resistenza caratteristica a compressione superiore a 5 MPa, se impiegati per murature portanti in zone soggette a rischio sismico. Il laterizio con funzione portante può essere sia a pasta normale che alleggerita in fase di produzione con appositi additivi porizzanti per incrementare le prestazioni termoisolanti. Con l’entrata in vigore, a partire dal 1° luglio 2009, delle “Norme tecniche per le costruzioni” (D.M. 14/01/2008), che citano a riferimento l’allegato 2 all’Ordinanza n. 3274, assume efficacia la nuova classificazione in zona sismica che comporta l’obbligo di denuncia di inizio lavori agli Uffici Regionali per tutte le costruzioni. Laddove la muratura non svolga un ruolo strutturale (tamponature e divisori), il laterizio con ruolo autoportante assolve comunque alla funzione di strato resistente della stratigrafia della chiusura verticale in cui è inserito (funzione che nelle soluzioni di involucro di tipo leggero e iper-isolato è assolta generalmente da una intelaiatura di montanti e traversi in acciaio o alluminio profilati a freddo o in segati di legno). E’ bene sottolineare che la rispondenza e la qualità di aspetti legati alle proprietà meccaniche, all’isolamento termico e al potere fonoisolante dipendono anche dalla corretta esecuzione della muratura. In tal senso, facilitando e velocizzando le fasi di posa in opera, i blocchi in laterizio rettificati e a incastro, recentemente apparsi sul mercato, costituiscono una eccellente innovazione per il miglioramento prestazionale anche sotto il profilo energetico. Tuttavia, in Italia, il contesto normativo nazionale, indirettamente, limita e sottopone ad alcune condizioni l’utilizzo di tali sistemi di muratura; infatti, se i giunti di malta presentano uno spessore minore di 5 mm, oppure non ricoprono l’intera superficie del blocco, oppure sono realizzati mediante incastro meccanico con assemblaggio a secco, non possono essere utilizzate le tabelle del D.M. 20/11/87 (riprese dalle recenti “Norme tecniche per le costruzioni” del D.M. 14/01/2008) per la determinazione della resistenza caratteristica a compressione e a taglio della muratura. Lo stesso D.M. 14/01/2008, d’altro canto, stabilisce che in zona sismica i giunti verticali debbano essere riempiti con malta e che l’impiego di murature diverse da quelle previste è ammesso previa verifica sperimentale e con relativo parere positivo di “idoneità tecnica“ da parte del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. Isolamento e comfort termico La grande attenzione posta nei confronti dell’isolamento termico ha come obiettivo la riduzione delle dispersioni termiche e, dunque, il contenimento dei consumi energetici. Ai fini del comfort termico, però, ci sono altri fattori da prendere in considerazione nel progetto. Infatti, il benessere abitativo è legato non solo alla temperatura dell’aria interna, ma anche alla temperatura 54 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Massivo Tipologia di elementi Densità Conducibilità equivalente mattoni pieni 1800 kg/m3 0,65 W/mK mattoni pieni 10% 1600 kg/m3 0,50 W/mK kg/m3 0,24 W/mK mattoni/blocchi forati 55% 870 kg/m3 0,23 W/mK mattoni/blocchi forati 65% 600 kg/m3 0,13 W/mK intonaci termoisolanti 250 kg/m3 0,07 W/mK mattoni/blocchi semipieni 45% kg/m3 0,04 W/mK poliuretano 35 kg/m3 0,04 W/mK lana di vetro 20 kg/m3 0,04 W/mK lana di roccia Leggero 1000 100 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali superficiale delle pareti. Di tutto rilievo è in tale ambito il ruolo dell’inerzia termica, e quindi della massa, della parete di involucro, che permette di attenuare i picchi di temperatura, sia esterni che interni (ad esempio, surriscaldamento dovuto all’accensione di impianti di illuminazione, sovraffollamento, radiazione solare entrante), allo scopo di migliorare il comfort interno e di ottimizzare, per conseguenza, l’uso degli impianti (funzionamento a basse temperature), a tutto vantaggio dunque anche del risparmio energetico. La capacità termica delle pareti perimetrali, infatti, svolge la funzione di stabilizzare la temperatura interna, permette di proteggere dagli effetti dell’irraggiamento estivo e contribuisce alla captazione e all’accumulo dell’irraggiamento invernale. La parete deve, quindi, essere “leggera” o “porizzata” per diminuire la trasmissione del calore, ma allo stesso tempo deve garantire sufficiente “massa capacitiva” per stabilizzare le temperature e garantire idonei valori di “attenuazione” e “sfasamento” (inerzia termica). Nel dualismo “leggero” e “massivo”, il prodotto migliore dal punto di vista della resistenza termica diventa il peggiore dal punto di vista della massa capacitiva. È importante, dunque, coniugare isolamento e inerzia termica, senza che sia preferito o, per contro, penalizzato l’uno o l’altro aspetto. Ecco, quindi, che gli orientamenti della ricerca sull’innovazione dei prodotti in laterizio hanno portato al progressivo alleggerimento dei componenti, cercando comunque di non perdere la caratteristica capacitiva degli stessi: i blocchi per murature sono infatti più forati, alleggeriti, porizzati, per assolvere il ruolo sia di elementi resistenti, sia di elementi isolanti, sia, infine, di elementi con idonee caratteristiche “capacitive”. Rapporto tra densità e conducibilità termica. Se un mattone pieno ha un peso specifico di 1800 kg/m3 e una conducibilità termica equivalente di 0,65 W/mK, i blocchi in laterizio alleggerito (termolaterizio) hanno un peso specifico di 720 kg/m3 e una conducibilità termica equivalente di 0,20 W/mK. Il range di prestazioni del laterizio è comunque distante da quello degli isolanti, per i quali la “leggerezza” si spinge fino ai 20 kg/m3 della lana di vetro, con conducibilità termica 0,04 W/mK; ma contribuiscono significativamente all’inerzia termica, a differenza degli isolanti. Altra questione critica è la tendenza alla stratificazione, che mira ad introdurre materiali leggeri nella composizione della parete di chiusura per ridurre RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 55 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali la trasmissione del calore tra interno ed esterno. Le soluzioni stratificate spesso introducono una discontinuità prestazionale a differenza della muratura monostrato, che, potendo svolgere anche un ruolo portante, integra e sostituisce la struttura verticale in c.a., riducendo i punti di interfaccia tra sistemi costruttivi diversi, evitando la formazione di ponti termici e garantendo l’uniformità della prestazione. Inoltre, in una soluzione stratificata occorre fare attenzione a “dove” vengono collocati gli strati “leggeri”. Decidere di aumentare l’isolamento termico complessivo introducendo uno strato isolante può estromettere parte della massa capacitiva. Ad esempio, la scelta dell’isolamento a cappotto, va a porre un elemento leggero (pannello isolante) a contatto con l’esterno, impedendo così di “assorbire” il calore solare nella fase invernale. Ma la stratificazione non è l’unico orizzonte possibile: i due principali orientamenti di ricerca del comparto dei laterizi ai fini del miglioramento delle prestazioni di isolamento termico delle soluzioni di involucro attualmente sono, da un lato, lo sviluppo di disegni innovativi e la realizzazione di blocchi a setti sottili, al fine di mantenere l’uso di murature monostrato anche di elevato spessore, dall’altro lo sviluppo di blocchi “ibridi”, già accoppiati a strati di materiale isolante, oppure, nei casi più innovativi, proponendo soluzioni “integrate” (con isolante già abbinato al blocco in laterizio o inserito all’interno dei fori del blocco stesso). Quest’ultima tendenza, tuttavia, porta verso un progressivo alleggerimento dei blocchi in laterizio, a detrimento della massa termica. Anche relativamente ai materiali accoppiati, avendo questi caratteristiche prestazionali tra loro molto differenziate, emergono alcune perplessità sulla loro durata ed efficienza nel tempo: i materiali isolanti tendono ad avere una durabilità inferiore al laterizio e anche un decadimento prestazionale che poco si addice alla durevolezza del materiale entro cui vengono inglobati. Per contro, l’integrazione materica di laterizio e isolante, accoppiati in un unico componente, si addice bene alle attuali tendenze sempre più orientate all’industrializzazione e velocizzazione delle operazioni di cantiere e garantisce un maggior controllo della qualità realizzativa e della uniformità di prestazione risultante. Monostrato blocchi forati alleggeriti esterno ↔ intonaco - laterizio - intonaco ↔ interno Esempi di blocchi in laterizio con materiale isolante abbinato o inserito all’interno dei fori. blocchi forati alleggeriti con intonaco termico esterno ↔ intonaco - laterizio - intonaco ↔ interno blocchi forati alleggeriti con isolante a cappotto esterno ↔ intonaco - isolante - laterizio - intonaco ↔ interno doppia parete con intercapedine esterno ↔ intonaco - laterizio - intercapedine - isolante - laterizio - intonaco ↔ interno doppia parete a vista con intercapedine esterno ↔ laterizio - intercapedine - isolante - laterizio - intonaco ↔ interno Stratificato 56 Range di variabilità di soluzioni in muratura “stratificate” in laterizio. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Requisiti acustici passivi degli edifici Potere Isolamento Livello di Classificazione fonoisolante acustico rumore di degli ambienti abitativi apparente standardizzato calpestìo di facciata normalizzato Classificazione degli ambienti abitativi e requisiti acustici passivi degli edifici, dei loro componenti e degli impianti tecnologici (D.P.C.M. 5/12/97): a) valori di R’w riferiti a elementi di separazione tra due distinte unità immobiliari; b) definito nel testo del D.P.C.M. 5/12/97, Allegato A. Rumore prodotto dagli impianti tecnologici Funzionamento discontinuo Funzionamento continuo R’w D2m,nT,w L’n,w LAsmax LAeq D: edifici adibiti a ospedali, Categoria cliniche, case di cura e assimilabili 55a 45 58 35 25 Categoria A: edifici adibiti a residenza e assimilabili Categoria C: edifici adibiti ad alberghi, pensioni e attività assimilabili 50a 40 63 35 25b Categoria E: edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili 50a 48 58 35 25 50a 42 55 35 25b Categoria B: edifici adibiti a uffici e assimilabili F: edifici adibiti ad attività Categoria ricreative o di culto e assimilabili Categoria G: edifici adibiti ad attività commerciali e assimilabili RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 57 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali Isolamento e comfort acustico La verifica delle prestazioni acustiche degli edifici è disciplinata dal D.P.C.M. 5/12/97, “Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici”. Per le costruzioni adibite a residenza è richiesto un valore di isolamento acustico standardizzato di facciata (D2m,nT,w) non inferiore a 40 dB. Il metodo di misura è fornito dalle norme UNI EN ISO 140-5:2000, “Misurazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio”, e ISO 717:1996, “Valutazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio”, anche se queste si basano su procedure di misura in laboratorio, mentre il Decreto prescrive valori rilevati in opera. I requisiti relativi al potere fonoisolante apparente (R’w) sono riferiti ad elementi di separazione tra due distinte unità immobiliari, sia verticali (partizioni), sia orizzontali (solai). Per i solai deve essere verificato anche il livello di rumore di calpestio normalizzato (L’n,w) indotto negli ambienti sottostanti, qualora siano effettivamente destinati al soggiorno di persone (sono esclusi, per esempio, garage o rimesse). L’isolamento acustico standardizzato di facciata (D2m,nT,w) deve essere accertato indipendentemente dalla “qualità acustica” degli spazi su cui si affacciano le finestre di un ambiente (fronte strada o cortile interno). Riassumendo, per un ambiente confinante con una o più unità immobiliari distinte andrebbero effettuati tre diversi tipi di valutazione: potere fonoisolante apparente di ciascun elemento verticale e orizzontale di separazione interna; livello di rumore di calpestio normalizzato indotto negli ambienti sottostanti; isolamento acustico standardizzato di facciata. Il potere fonoisolante di partizioni interne può essere dedotto da misurazioni in laboratorio, tenendo presente che tra i valori così rilevati e la situazione in opera ci può essere uno scostamento di 2-3 dB. Più complessa è la definizione dell’isolamento acustico standardizzato di facciata, che presuppone la conoscenza del potere fonoisolante della soluzione tecnica di chiusura, da I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali utilizzare all’interno di un calcolo complesso (definito dalla UNI EN 12354) che tiene conto di una sorta di “media” tra il comportamento acustico delle superfici di involucro opaco e delle superfici di involucro trasparente, della loro posizione reciproca, della conformazione degli ambienti interni, ecc. Non bisogna, dunque, confondere le informazioni prestazionali disponibili grazie a misurazioni di laboratorio su soluzioni di involucro “tipiche” e i valori (e calcoli) che occorrono per le verifiche normative. Le coperture a falde inclinate dotate di abbaini e lucernari devono essere anch’esse verificate rispetto ai valori limite di isolamento acustico standardizzato di facciata. La protezione dal rumore in edilizia deve derivare, in sostanza, da una corretta progettazione architettonica che, partendo dalla destinazione d’uso (grado di protezione dal rumore e caratteristiche delle sorgenti interne) e dalla tipologia dell’edificio (distribuzione degli spazi interni e delle funzioni), adotti le soluzioni costruttive che tengano conto degli effettivi livelli prestazionali necessari (e previsti dalla specifica normativa). Analogamente alle considerazioni sul risparmio energetico, le soluzioni tecniche di involucro, conformi alla normativa acustica, tendono a preferire involucri a maggior spessore, a danno della volumetria utile vendibile. Anche per queste esigenze, dunque, la scelta di alcune Regioni e Comuni di escludere dal computo della cubatura edificabile gli extraspessori murari, necessari sia ai fini del contenimento dei consumi energetici, sia ai fini dell’isolamento acustico, appare quanto mai opportuna (vedi paragrafo 1.3). Alle basse frequenze, l’attennuazione acustica è condizionata dalla risonanza della parete (dipendente dalle sue dimensioni, elasticità e densità); alle medie frequenze, dipende dalla massa; alle alte frequenze, dipende dall’effetto di coincidenza (legata alla elasticità e alla densità della parete). Il potere fonoisolante di una parete semplice aumenta di 4 dB quando la massa raddoppia e diminuisce di 4 dB quando la massa si dimezza. Indici di valutazione del potere fonoisolante misurati nel laboratorio dell’Università di Padova (Rw), nell’edificio sperimentale di Trento (R’w) e stimati, per cinque tipologie di parete. La differenza Rw–R’w è quella tra i valori realmente misurati nel laboratorio di Padova e quelli riscontrati nell’edificio sperimentale di Trento (Fausti, Secchi, 2002). Indici di valutazione del potere fonoisolante (Rw e R’w) di cinque tipologie di parete Parete con Parete con blocchi ad incastro blocchi ad “H”, sp. 18 cm alleggeriti in pasta (18x50x20 cm), sp. 25 cm alleggeriti in pasta, (25x30x17 cm), a tre fori verticali con fori riempiti riempiti di malta; di malta; intonacata ambo intonacata ambo i i lati i lati (sp. intonaco 1,5 cm) (sp. intonaco 2 cm) Parete con Parete con Parete con blocchi a “T”, blocchi ad “H”, blocchi semipieni alleggeriti in pasta (17x33x24,5cm), alleggeriti in pasta ad incastro con tagli verticali, montati sfalsati sp. 30 cm sp. 42 cm e intonaco sul lato esterno (30x25x17 cm), (42x25x24,5 cm), (sp. intonaco 1,5 cm); con fori riempiti alleggeriti in pasta; intercapedine di 3 cm; tavolato in di malta; intonacata tramezze semipiene ad incastro, intonacata ambo ambo i lati alleggerite in pasta (8x50x24,5 cm) i lati e intonaco sul lato esterno (sp. intonaco 1,5 cm) (sp. intonaco 1,5 cm) (sp. intonaco 1,5 cm) Massa superficiale (kg/m2) 400 371 390 470 320 Rw misurato in lab. Padova (dB) 54 53 56 50 52 R’w misurato edif. Trento (dB) 48 49 50 47 47 Rw - R’w (dB) 6 4 6 3 5 R’w calcolato edif. Trento (dB) 46 46 47 45 46 R’w calcolato CEN (dB) 51 51 53 48 50 58 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali Affidarsi alla legge di massa richiede l’utilizzo di materiali massivi, di bassa porosità e di superficie liscia: piccole imperfezioni esecutive e ponti acustici possono ridurre di molto l’efficacia di fonoisolamento. In genere, l’adozione di pareti stratificate (normalmente doppie) consente di ottenere soluzioni più “leggere” rispetto a soluzioni a parete monostrato, a parità di isolamento acustico. Nel caso di parete doppia, la prestazione acustica è determinata dalla distanza tra le due pareti, dalla frequenza di risonanza, dal riempimento eventuale dell’intercapedine e dal collegamento tra i due paramenti. Ogni parete ha la propria frequenza di risonanza: quando questa è identica per le due pareti, le vibrazioni dell’una provocano vibrazioni nell’altra. Se le due pareti hanno massa e composizione differente, hanno anche frequenze di risonanza diverse; inoltre, le vibrazioni per risonanza vengono interrotte se è prevista la presenza di uno strato isolante nell’intercapedine. Il miglior compromesso fra massa, spessore e prestazione acustica è dato dalle pareti rivestite con strati addizionali, che permettono, fra l’altro, di risolvere efficacemente numerosi problemi progettuali, soprattutto in caso di ristrutturazione. Il rivestimento di una parete con uno strato resiliente (rifinito, ad esempio, con una rasatura di intonaco o con lastre in cartongesso) consente di “coprire” i ponti acustici dovuti alle tracce impiantistiche o di compensare i punti acusticamente deboli di murature nuove o già esistenti (giunti verticali ad incastro, discontinuità dei giunti di allettamento di malta, errata disposizione di elementi forati nelle ammorsature, ecc.). Affinchè gli strati addizionali siano realmente efficaci, occorre che siano anch’essi “massivi”. L’attuale tendenza all’uso del cappotto in EPS è assai inadatta dal punto di vista acustico, in quanto l’EPS è un isolante acustico da impatto, molto valido per la protezione dai rumori d’urto e da calpestio, meno efficace nelle pareti verticali dove comunque funziona solo se posto in intercapedine. Salubrità e qualità dell’aria interna La maggior parte dei prodotti di finitura, impermeabilizzazione e incollaggio utilizzati in edilizia è di origine chimica. Questo ha determinato l’insorgenza del problema della cattiva qualità dell’aria interna, a causa della concentrazione di sostanze inquinanti di varia natura, con danni notevoli per la salute umana. L’uso di prodotti di origine chimica non deve, comunque, comportare l’estensione della diffidenza a tutti i prodotti di origine industriale. Ad esempio, l’uso di additivi e impregnanti migliora le prestazioni e la durabilità dei componenti e riduce l’attitudine alle efflorescenze e alle muffe, tipica delle costruzioni che utilizzano prodotti naturali non trattati. Una delle più efficaci strategie per garantire la qualità dell’aria interna, oltre naturalmente a una attenta selezione dei materiali impiegati (che dovrebbero essere certificati dal punto di vista del rilascio di sostanze tossiche, anche in caso di incendio), è la ventilazione. In tal senso, la presenza di serramenti a non perfetta tenuta può costituire una delle più efficaci ed economiche strategie per la purezza dell’aria degli ambienti confinati. Però, alcuni orientamenti verso la ricerca spinta del risparmio energetico, tipici delle RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 59 I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali passivhaus, mirano a ottenere l’assoluta impermeabilità dell’involucro al fine di contenere le dispersioni termiche, con ricambi forzati e l’uso di impianti attivi di ventilazione. Considerato che è proprio nei luoghi confinati che si trascorre fino al 90% del proprio tempo, è importante porre particolare attenzione alla qualità dell’aria. Strategie volte all’impermeabilità dell’involucro privilegiano gli aspetti relativi al risparmio energetico, trascurando la verifica delle condizioni di salubrità degli spazi interni. La ricerca spinta dell’impermeabilità dell’involucro per annullare le dispersioni di calore implica anche l’insorgenza di problemi legati al controllo dell’umidità interna (che vengono risolti con l’introduzione di sistemi di ventilazione meccanica). Tradizionalmente sono sempre stati utilizzati materiali permeabili al vapore, in modo da evitare la formazione di condensa superficiale. Oltre all’assenza di emissioni di qualsiasi tipo (anche in presenza di fuoco), altra caratteristica del laterizio è la sua elevata permeabilità al vapore, che consente di ottenere una qualità dell’aria degli ambienti confinati non inficiata da eccesso di umidità relativa e dalla proliferazione di muffe e funghi dovuti alla formazione di condensa superficiale. Semplicità costruttiva, velocità ed economicità di realizzazione Le murature monostrato hanno il vantaggio di una rapida esecuzione e non richiedono l’uso e il rifornimento di più tipi di materiali. I muri stratificati sono più complessi da realizzare, quindi più costosi, e più soggetti a un rigoroso rispetto delle regole costruttive. Inoltre, se il muro monostrato assolve anche alla funzione portante, questo consente di integrare in un’unica operazione la costruzione della struttura e delle chiusure verticali. Oltre alla questione della composizione stratigrafica, occorre sottolineare che, proprio per velocizzare i tempi di realizzazione e ridurre il ruolo della manodopera (sempre più costosa), si stanno sempre più affermando elementi di grandi dimensioni. Sono in corso di sperimentazione cantieri “meccanizzati” in cui sono gli apparecchi di sollevamento a compiere lo sforzo della posa di questi elementi, lasciando alla manodopera il ruolo di controllo e guida. L’industrializzazione spinta, la meccanizzazione delle operazioni di messa in opera e assemblaggio e la prefabbricazione si stanno affermando anche nel comparto del laterizio, ambito costruttivo tradizionale ma sempre in grado di dare risposte efficaci a nuove esigenze e aspettative. Sono senz’altro complici di questa evoluzione la riduzione dei costi (un edificio realizzato con pareti prefabbricate in blocchi rettificati consente una minore spesa del 20% rispetto ai tradizionali metodi di costruzione e tempi di realizzazione in cantiere rapidissimi) e il risparmio sulla manodopera: in 24 ore, tre operai possono realizzare 250 m2 di struttura portante prefabbricata contro i 70-80 m2 realizzati con i metodi di costruzione tradizionali (Dezzuti, 2006). Durabilità e manutenibilità Il laterizio possiede una notevole resistenza agli urti e alle deformazioni: la sua resistenza meccanica e la sua inerzia materica lo rendono un materiale durevole, il cui comportamento prestazionale nel tempo tende a mantenersi 60 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI I laterizi: caratteristiche tecniche e prestazionali costante, senza decadimenti. In particolare, i rivestimenti faccia a vista consentono di garantire non solo la protezione degli strati interni della chiusura verticale, ma anche di ridurre gli interventi manutentivi alla sola pulitura della superficie. Più complesso è invece il discorso relativo ad altri tipi di rivestimenti: gli intonaci, per quanto durevoli, possono richiedere interventi di sostituzione, anche per evitare che fessurazioni incrementino l’ingresso dell’umidità nella parete, compromettendone le prestazioni e innescando patologie difficili poi da curare. Ancora tutte da verificare sono le durate, e dunque le prestazioni nel tempo, dei materiali isolanti. Sicuramente l’isolante richiede interventi di sostituzione nel tempo e ancor di più se si trova esposto alle intemperie come nelle soluzioni a cappotto. Il mercato offre oggi soluzioni costruttive che permettono di collocare ampi spessori (anche fino a 15 cm) di isolamento all’esterno delle strutture di involucro (a cappotto): occorre però tenere in considerazione gli elevati costi di manutenzione e sostituzione che tale soluzione tecnica richiederà nel tempo. La fase di esercizio purtroppo viene ancora oggi troppo spesso trascurata, anche perché raramente compete alle imprese di costruzione la responsabilità di cosa accadrà nel tempo agli edifici da loro realizzati. Questo porta ad orientare il mercato verso soluzioni tecniche spesso non verificate dal punto di vista dei costi di gestione, in relazione agli interventi manutentivi. Senza contare anche le ripercussioni in termini di impatti sull’ambiente delle successive operazioni di ripristino e riqualificazione di soluzioni costruttive poco durevoli (vedi paragrafo 5.7). Caratterizzazione grafica delle peculiari prestazioni insite nel “costruire in laterizio”. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 61 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Quando si parla di efficienza energetica alla scala dell’edificio, spesso il ruolo della progettazione della forma e dell’orientamento dell’edificio stesso passa in secondo piano. Più facilmente, si demanda la risposta all’obiettivo di risparmio energetico agli impianti, ignorando il contributo che la corretta concezione dell’edificio può offrire in termini di riduzione dei consumi e di miglioramento del comfort ambientale. L’esperienza maturata negli ultimi dieci anni nel settore delle costruzioni a basso consumo energetico consente oggi di fare una panoramica esaustiva circa le tendenze delle soluzioni tecnologiche impiegate e i criteri che costituiscono ambito di controllo prioritario nella progettazione energeticamente efficiente. Tra queste merita sottolineare: •il controllo della geometria dell’edificio con la determinazione dei fattori di forma (FF); •l’orientamento delle facciate dell’edificio e il controllo dei guadagni solari grazie ai fattori di irraggiamento; •gli aspetti legati alle caratteristiche termiche dei diversi sub-sistemi dell’edificio e in particolare dell’involucro. Progettazione della forma In genere, la compattezza dell’edificio, espressa dal rapporto superficie/volume (S/V), è il requisito di forma maggiormente utilizzato, poiché è espressione di minori superfici disperdenti. Non a caso, gli edifici a basso consumo energetico (e le case cosiddette passive) presentano volumi scatolari senza aggetti e rientranze nelle volumetrie, con vani scala esterni al volume riscaldato e con balconi e logge discontinue e autonome rispetto all’edificio per evitare ponti termici. La compattezza è un requisito favorevole per i climi estremi, sia freddi che caldo-aridi: nei climi freddi vengono ridotte le dispersioni dall’interno verso l’esterno, mentre, al contrario, per i climi caldo-aridi viene limitato l’irraggiamento termico dall’esterno verso l’interno. Tuttavia, in climi temperati come quello italiano, pur essendo gli stress ambientali ridotti rispetto ai casi estremi sopra citati, è necessario approntare soluzioni progettuali che facciano fronte all’estrema variabilità climatica, sia estiva che invernale. Rapporti S/V di diverse forme geometriche di uguale volume (64 m3). superficie S (m2) 96 103,2 136 volume V (m3) 64 64 64 1,50 1,61 2,13 rapporto S/V 62 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI illuminazione artificiale N guadagni solari W riscaldamento non-passive zone E raffrescamento apporti interni S W 6m apporti occasionali S Baker e Steemers (2000), per esempio, propongono un nuovo parametro di valutazione energetica, basato sul rapporto tra zone passive e zone non passive all’interno dell’edificio. Con le prime si intendono le zone che possono sfruttare favorevolmente gli apporti benefici provenienti dall’ambiente esterno e sono costituite dalle zone perimetrali dell’edificio (solitamente considerate in profondità fino a due volte l’altezza di interpiano); le seconde sono, invece, i restanti ambienti interni all’edificio, in cui è necessario ricorrere all’impiantistica meccanica (ventilazione e illuminazione) per garantire il benessere ambientale. Questa distinzione in zone termiche all’interno dei fabbricati nasce per la progettazione energeticamente consapevole di edifici a uso terziario, che hanno quindi grandi profondità in pianta. Se fino a pochi anni fa si prediligevano corpi edilizi a tipologia open-space, molto compatti, la tendenza è oggi verso una ritrovata snellezza degli edifici che consente un maggiore sfruttamento degli apporti solari gratuiti. Un altro indice di forma utilizzato, invece, in località a clima caldo-umido è la porosità, cioè il rapporto tra volumi pieni e volumi vuoti all’interno di un corpo di fabbrica (Vp/Vv). Ne sono un esempio gli edifici “porosi” basati sul modulo del Basic Space Block (BSB), progettati dall’architetto giapponese Kojima. Questo modulo è costituito da cubi perfetti di lato 2,4 m e liberamente composti all’interno di un parallelepipedo con un rapporto pieno su vuoto del 50%. Questa scelta progettuale favorisce la ventilazione naturale proprio attraverso una forte frammentazione del volume edilizio, riducendo sensibilmente i carichi per la climatizzazione estiva. perdite e guadagni per ventilazione illuminazione naturale perdite attraverso i vetri perdite attraverso le chiusure opache Zone passive distinte per orientamento e zone attive, a sinistra, e relativi carichi energetici, a destra (fonte: Steemers, Baker, 2000). È importante, quindi, sottolineare come le diverse condizioni climatiche possano richiedere soluzioni morfologiche assai differenti. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 63 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Per il clima italiano, la forma compatta è giustificata nel periodo invernale, mentre nel periodo estivo è necessario favorire la ventilazione: la modellazione articolata della forma aiuta a creare una diversità ambientale favorevole (più zone d’ombra, microclimi differenziati). Alcuni studiosi considerano, perciò, superato e riduttivo prendere in considerazione il solo rapporto S/V come fattore di valutazione dell’efficienza energetica, indipendentemente dal contesto geografico. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Progetti di K. Kojima basati sul Basic Space Block (fonte: Japan Architect n. 49, 2003, e Lotus International, n. 117, 2003). Orientamento dell’edificio Anche la localizzazione dell’edificio svolge un ruolo di primo ordine al fine di favorire le potenzialità di sfruttamento dell’irraggiamento solare e quindi delle fonti energetiche passive. In generale, un edificio energeticamente efficiente è caratterizzato dalla capacità di coprire la maggior parte del fabbisogno energetico tramite gli apporti solari; pertanto, questi edifici sono normalmente esposti in modo da captare quanto più possibile la radiazione solare invernale. Per le latitudini italiane, questo significa esporre il lato maggiore degli edifici verso sud (nella stagione invernale il sole sorge a sud-est e tramonta a sud-ovest), ossia disporre l’asse longitudinale principale lungo la direttrice est-ovest. Il lato sud riceve così la massima radiazione invernale (più inclinata e dunque entrante in profondità all’interno dell’edificio, anche in presenza di sporti), mentre d’estate le superfici più colpite sono la copertura e le superfici a est e a ovest (all’alba e al tramonto). L’esposizione a sud consente di captare i raggi solari attraverso le vetrate in inverno, quando il sole è basso, e di schermare facilmente le superfici vetrate dai raggi solari in estate, quando il sole è alto, con aggetti orizzontali (balconi, logge) opportunamente dimensionati. Le aperture sui lati est e ovest portano scarsa energia in inverno, quando il sole è debole e di breve durata (il percorso solare d’inverno è molto limitato), e surriscaldamento in estate (soprattutto a ovest), quando il sole è basso ed entra in profondità nell’edificio (e il percorso solare è più lungo). Il lato nord, invece, non riceve praticamente mai il sole (se non all’alba e al tramonto in estate) e, dunque, la sua superficie d’involucro dovrebbe prevedere aperture ridotte al minimo, per evitare dispersioni, e un incremento dell’isolamento termico. calore situazione attuale calore calore vento giardino privato calore giardino privato situazione porosa Oltre alla corretta disposizione rispetto al contesto climatico e all’esposizione solare del corpo di fabbrica, è altrettanto fondamentale distribuire in maniera opportuna l’affaccio degli ambienti a seconda delle destinazioni d’uso e della permanenza degli utenti negli stessi. Per esempio, i locali abitati durante il giorno, come soggiorno, studio, ma 64 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI guadagni termici MJ/giorno freddo 0 perdite termiche MJ/giorno temperato 0 caldo secco 0 + estate – + – estate inverno + inverno estate 0 ridurre al minimo le aperture: spazi di servizio (bagni, ripostigli, box, ingresso, scale) optimum 1:1,1 1:1 1:2,4 Ovest optimum 1:1,6 1:1 1:1,6 – estate 1:1 limitare le aperture: irraggiamento solare intenso in estate e nullo in inverno Sud optimum 1:1,7 S Est 1:3 – optimum limitare le aperture: camere da letto favorire l’orientamento a sud degli ambienti principali (soggiorno e camere) optimum 1:1,3 + Nord N 1:1 1:1,3 inverno inverno caldo umido N S Rapporti di forma dell’edificio rispetto al clima di riferimento. (fonte: Olgyay, 1963). Disposizione dei locali in accordo con l’orientamento al sole. anche camere da letto, dovrebbero essere affacciati verso sud, dove godono di irraggiamento diretto, illuminazione naturale e aperture più ampie; invece, i locali di servizio (bagni, cucine, corridoi, lavanderie, ripostigli) dovrebbero essere collocati verso nord, per servire da zona cuscinetto rispetto all’esposizione più fredda (sul fronte nord la temperatura tende a essere inferiore per l’assenza di apporti solari e quindi le aperture dovrebbero essere di minori dimensioni). Inoltre, il diverso gradiente termico tra locali esposti a sud e locali esposti a nord può favorire flussi dell’aria che permettono la ventilazione naturale nei mesi estivi (l’aria calda si sposta verso le zone più fredde creando un moto naturale). Caratteristiche termiche dell’involucro Nel centro e nord Europa, la sensibilità verso le tematiche energetiche ed ecologiche è oramai divenuta un atteggiamento culturale diffuso, tanto da rappresentare una forte leva di potere, sia in ambito politico che economico. La necessità di utilizzare soluzioni tecniche atte alla riduzione del fabbisogno energetico ha portato all’applicazione della misura più immediata da applicare all’edilizia: l’isolamento termico delle chiusure al fine di ridurre le dispersioni termiche. Il miglioramento delle prestazioni dell’involucro può essere ottenuto con l’impiego di soluzioni largamente diffuse, quali materiali isolanti e vetri basso-emissivi, ma queste soluzioni non rappresentano l’unico approccio possibile. Permane, infatti, la tendenza all’uso di massa e inerzia termica negli edifici residenziali, per questioni legate al comfort interno e alla riduzione delle oscillazioni di temperatura, privilegiando, dunque, soluzioni tecnologiche massive o miste, in cui entrambi gli aspetti di accumulo termico e di isolamento sono utilizzati nella progettazione dell’involucro, abbinando i materiali, capacitivi e isolanti, in stratificazioni più o meno complesse. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 65 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti rapporto fra i lati 5:1 3:1 1:1 1:3 1:5 4:1 2:1 1:2 1:4 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.1 Esempi di soluzioni tecniche di involucro nelle architetture contemporanee Esempio di soluzione leggera. Condominio Rosenbach, Bolzano (2004). Progetto: Menz & Gritsch. Le tendenze all’isolamento termico, per ridurre le dispersioni di calore d’inverno, ha portato molte nazioni del nord Europa a sperimentare modelli d’involucro caratterizzati dall’uso esclusivo di materiale isolante, eliminando addirittura la presenza di elementi in muratura. Le soluzioni leggere iperisolate non sono molto presenti in Italia; tali soluzioni si trovano soprattutto nel nord del Paese, laddove le condizioni climatiche spingono a privilegiare prevalentemente il controllo delle dispersioni termiche invernali. Per lo più la scelta di soluzioni leggere è motivata dall’adozione di sistemi costruttivi prefabbricati (con chiusure verticali realizzate spesso con materiali isolanti di grande spessore). Vista dell’intervento. Sezione. Esempio di soluzione mista. Ecohouse, Kolding, Danimarca (1998). Progetto: 3xNielsen. Legenda: 1.profilo in acciaio 2.griglia di ventilazione, lamiera di alluminio e retina parainsetti 3.isolante termico 30 mm 4.pannello in legno compensato 22 mm 5.profilo in legno massello 95/50 mm con presa d’aria diametro 40 mm 6.mensola d’acciaio 7.infisso apribile 8.muro solare: vetrata isolante con infisso in vetrocamera, assorbitore in lamiera di acciaio nera perforata, lana minerale, cls. alleggerito. 66 Occorre sottolineare che anche nel nord Europa si assiste oggi all’abbandono delle soluzioni leggere a favore di soluzioni miste, che abbinano murature massive e materiale isolante a cappotto. Vari studi, e le esperienze concrete, hanno evidenziato che soluzioni leggere, prive di inerzia termica, hanno prestazioni inferiori dal punto di vista del comfort termico e del risparmio energetico. 1 2 3 4 5 6 Vista dell’edificio. 7 Sezione. 8 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Esempio di soluzione mista. Insediamento residenziale Villa Fastiggi, Pesaro (2003). Progetto: Angelo Mingozzi. Le soluzioni massive sono molto adottate in Italia, soprattutto nelle regioni meridionali. Un involucro di tipo massivo ha il vantaggio di poter garantire un miglior comfort interno, soprattutto durante l’estate, grazie alla capacità della parete di regolare i flussi di calore limitando drasticamente il ricorso all’impiantistica, con significativi risparmi sui consumi. Con l’evoluzione dei prodotti in laterizio, è oggi possibile ottenere chiusure massive ad elevate prestazioni, sia di isolamento che di inerzia termica. La rincorsa italiana per adeguare le nuove costruzioni alle esigenze di risparmio energetico ha portato a replicare in Italia modelli tecnico-costruttivi diffusisi recentemente nei Paesi nord-europei. I problemi emergenti nell’applicazione di tali modelli nel contesto italiano sono dovuti principalmente alle diverse condizioni climatiche, in particolare durante il periodo estivo. È quindi auspicabile la ricerca di modelli più rispettosi delle condizioni geografiche e climatiche nazionali, in grado di bilanciare il problema delle dispersioni termiche invernali (aspetto privilegiato nel nord Europa) con le esigenze di raffrescamento estivo, tipiche delle zone mediterranee. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Esempio di soluzione massiva. Casa di campagna, Marsala (2003/2004). Progetto: Ernesto Ristretta. 67 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Le soluzioni miste sono certamente più diffuse, in Italia, per gli edifici a risparmio energetico; probabilmente perché si cerca di raggiungere un compromesso tra l’inerzia termica garantita da soluzioni massive e gli elevati livelli di isolamento termico richiesti dalla specifica normativa, legati all’uso di materiali isolanti leggeri. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Esempio di parete monostrato intonacata. Abitazione nella Hallertau, Germania (1999). Progetto: Walter Stolz. Residenza monofamiliare realizzata in un quartiere di nuova costruzione. L’edificio ha una pianta regolare rettangolare, si sviluppa su due piani, adibiti l’uno alla zona giorno, l’altro alla zona notte, e presenta un tetto a capanna poggiante su due capriate in legno. 1 2 3 4 Legenda: 1.tegole in laterizio 2.trave in c.a. 3.muratura portante in blocchi di laterizio 4.intonaco di calce. Esempio di parete stratificata faccia a vista senza isolante interposto. Residenza a Baden, Svizzera (2000). Progetto: Urs Burkard e Adrian Meyer. Edificio residenziale dal volume compatto e ampie superfici vetrate. Gli ambienti degli alloggi si articolano liberamente lungo il perimetro dell’edificio attorno ad un nucleo centrale chiuso in cemento armato, che costituisce il vano per la distribuzione verticale. Legenda: 1.mattoni faccia a vista 2.blocchi forati portanti in laterizio 3.intercapedine d’aria 4.marcapiano in c.a. 5.materiale isolante 6.solaio in c.a. 7.anta mobile in alluminio 8.serramento apribile 9.schermatura in alluminio. INVOLUCRO Muratura portante monostrato realizzata con blocchi in laterizio alleggerito da 36,5 cm. Intonacatura interna ed esterna; quella esterna è realizzata con intonaco di calce a tre strati e dipinto in rosso di Siena. 5 1 2 3 1 2 3 4 7 8 INVOLUCRO Struttura portante realizzata con murature stratificate, costituite da due blocchi forati da 15 e 22,5 cm, con una intercapedine interposta di 2,5 cm. Il rivestimento faccia a vista esterno è realizzato con mattoni pieni da 12 cm. Tra la parte portante e lo strato faccia a vista esterno è stata realizzata un’intercapedine d’aria di 4 cm. 9 6 1 2 68 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 2 Piccolo edificio sviluppato su quattro livelli che attualmente ospita uno studio e abitazioni ai piani superiori. 3 10 1 INVOLUCRO E’ costituito da una scatola muraria composta da due murature a una testa in mattoni faccia a vista. Lo strato esterno, a vista, è costituito da mattoni di colore grigio medio, mentre lo strato interno portante, anch’esso a vista, è costituito da mattoni tipo fletton. Nell’intercapedine tra le due murature è alloggiato lo strato isolante, posizionato sul lato più interno dell’intercapedine stessa. 9 12 5 6 8 1 4 3 7 1 Legenda: 1.muratura faccia a vista 2.pannello isolante 3. intecapedine d’aria 4.muratura faccia a vista 5.vetrocamera 6.montante tubolare in acciaio 4 7. solaio con orditura in legno 8. rivestimento in legno 9. struttura in acciaio 10.isolamento 11.cemento prefabbricato 12.guaina bituminosa 2 4 3 1 5 6 13 12 11 1 12 7 8 9 Esempio di parete stratificata intonacata con isolante interposto. Edificio residenziale all’isola della Giudecca, Venezia (2002). Progetto: Cino Zucchi. Edificio residenziale, di forma compatta, che si inserisce in un più vasto programma integrato di riconversione urbana di edifici industriali e nuove costruzioni residenziali. INVOLUCRO L’involucro è costituito, partendo dall’esterno, da uno strato di intonaco, da due corsi di mattoni pieni, disposti alternativamente di testa e di fascia, che costituiscono la parte di muratura portante; da un pannello isolante posto in intercapedine; da un controtavolato interno in forati e da uno strato di intonaco. 14 15 16 17 18 19 4 6 5 2 3 8 10 Legenda: 1.lastra in pietra 2.intonaco 3.muratura portante 4.intonaco 5.isolamento 6.forati 7.intonaco 8.muratura 9.serramento in legno 10.cordolo in c.a. 11.solaio in latero-cemento 12.massetto 13.pavimento 14.davanzale in pietra 15.fori aerazione 16.rete metallica 17.griglia 18.tubo acciaio 19.giunto siliconico RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 69 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Esempio di parete stratificata faccia a vista con isolante interposto. Edificio residenziale, Londra (2004). Progetto: Graham Bizley. 11 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.2 Soluzioni tecniche di chiusure verticali in laterizio per il risparmio energetico Per orientare il progettista verso la scelta delle soluzioni di involucro più adatte, si riportano alcuni esempi di chiusure verticali opache realizzate con prodotti in laterizio, conformi ai valori limite di trasmittanza termica imposti dal D.Lgs. 192/05 e s.m.i. Dal momento che le prestazioni dello strato in muratura possono variare in misura anche consistente in rapporto alle caratteristiche dell’elemento in laterizio utilizzato per comporlo, è impossibile configurare una unica soluzione conforme. Occorre infatti ricordare (vedi paragrafo 4.3) che ogni prodotto in laterizio varia la propria prestazione di resistenza termica in relazione a numerose variabili: densità e conducibilità termica dell’impasto ceramico, percentuale di foratura, geometria dei fori, tipo di giunto (normale, a incastro, rettificato), tipo di malta usato per i giunti (normale o termica). La variabilità delle prestazioni dei prodotti è dovuta alla loro composizione, fortemente influenzata dal luogo di approvvigionamento e dal tipo di miscela dell’impasto per la realizzazione dei laterizi. Inoltre, la diversa attenzione dei produttori nei confronti della ricerca e dello sviluppo di impasti e di geometrie finalizzati al miglioramento delle prestazioni di isolamento termico rende impossibile operare “generalizzazioni” e assumere come riferimento comportamenti standard. Nella descrizione delle caratteristiche peculiari di una chiusura verticale realizzata con murature in laterizio occorre, quindi, considerare che la prestazione termica dello strato di muratura non dipende esclusivamente dallo spessore dello strato stesso, ma anche, e in modo determinante, dalle caratteristiche degli elementi utilizzati e dal tipo di giunto adottato. Le soluzioni tecniche illustrate nelle pagine seguenti sono state costruite individuando sei tipologie di chiusura verticale: 1. monostrato intonacata 2. monostrato con intonaco termico 3. monostrato con cappotto 4. doppio strato con isolante in intercapedine, o con intercapedine d’aria, e rivestimento esterno con intonaco 5. doppio strato con isolante in intercapedine e rivestimento esterno in faccia a vista 6. doppio strato con rivestimento esterno in tavelle di laterizio assemblate a secco (facciata ventilata). Per definire il valore di trasmittanza termica delle chiusure verticali prese in considerazione, è stato impostato il calcolo di tale parametro al fine di individuare le stratigrafie rispondenti ai valori previsti dal D.Lgs. 311/06, in relazione alle diverse zone climatiche: in particolare, sono state dichiarate (e tenute “fisse”) le caratteristiche prestazionali degli elementi di completamento dello strato in muratura, mentre, per migliorare le prestazioni delle diverse tipologie di chiusura, si è variata la resistenza termica dello strato in muratura. Nelle tabelle viene anche indicato come deve essere valutato il valore di resistenza termica dello strato murario in funzione della resistenza termica e della 70 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti conducibilità termica dell’elemento di laterizio utilizzato in relazione al tipo di giunto adottato. Occorre, infatti, ricordare che i valori forniti dai produttori riguardano esclusivamente la prestazione dei prodotti e, quindi, la resistenza termica e la conducibilità termica degli stessi (vedi paragrafo 4.1). La resistenza termica minima della parete, dunque, pur essendo questa composta da elementi con le medesime prestazioni, può variare in relazione al tipo di giunto (realizzato con malta cementizia, con malta termica, solo orizzontale se il blocco è a incastro, trascurabile se i blocchi sono rettificati). Le scelte relative ai giunti sono, da un lato, relazionate al tipo di laterizio adottato (se a incastro o rettificato), dall’altro al tipo di malta selezionato dal progettista o costruttore (malta cementizia o termica). Progettualmente, i giunti vengono normalmente trascurati; in realtà, una scelta mirata a innalzare la prestazione termica della parete deve necessariamente prevedere anche un loro controllo. In particolare, la scelta di elementi di laterizio rettificati (giunti orizzontali dell’ordine del millimetro) e con giunti verticali ad incastro può ovviare a un decadimento prestazionale dovuto spesso a modalità di messa in opera errate o poco accurate e, quindi, alla formazione di imprevisti ponti termici. Per definire gli esempi di chiusura illustrati nel seguito, sono stati individuati specifici elementi in laterizio per murature (blocchi o mattoni) di produzione corrente, con prestazioni termiche tipiche, dedotte dalla marcatura CE, in modo da orientare i criteri per operare una scelta adeguata di componenti per comporre un involucro rispondente ai requisiti di legge. L’obiettivo è di suggerire alcune possibilità costruttive, partendo dal presupposto che non è più possibile riferirsi alle soluzioni tecniche conformi rappresentate nei manuali di tecnologia o nei repertori tecnici, ma è necessario avvalersi delle informazioni specifiche dei materiali disponibili in commercio. Le innovazioni continue e l’ampia gamma di prodotti presenti sul mercato impediscono di operare generalizzazioni e di basare la selezione di soluzioni di involucro su prodotti “medi” con prestazioni “medie”. I valori indicati nelle esemplificazioni, rappresentativi dei prodotti in commercio, sono quelli contenuti nelle certificazioni UNI EN 1745 o nei cartigli CE, con il livello di completezza delle dichiarazioni fornite dai produttori. La marcatura CE dei prodotti in laterizio prevede che la prestazione termica del singolo elemento (mattone o blocco) sia espressa come resistenza termica o come conducibilità termica equivalente, calcolata in funzione del relativo spessore. Per questo motivo, si propongono, per ogni soluzione analizzata, quattro esempi di trasformazione del valore minimo di resistenza termica del singolo elemento (assumendo come riferimento il caso con i giunti in malta cementizia) in valori massimi di conducibilità termica equivalente dello stesso, tenendo presente che questa trasformazione viene calcolata in relazione allo spessore scelto e al tipo di giunto previsto per l’opera muraria. In merito all’utilizzo dei valori di conducibilità termica equivalente presenti nelle specifiche dei prodotti in commercio, occorre sottolineare che essi devono essere maggiorati in relazione all’incidenza dell’umidità sulle prestazioni termiche nelle condizioni di esercizio. Nella norma UNI EN 1745 si presuppone RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 71 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti l’uso del valore lambda (l) di base del materiale, ovvero a secco, come valore per il calcolo della resistenza termica e della conducibilità equivalente dell’elemento (mattone o blocco). La responsabilità di incrementare il valore finale di conduttività o trasmittanza ricade di fatto sul progettista. Non sono contemplate dalla norma UNI EN 1745 indicazioni esaustive sulla maggiorazione dovuta all’umidità. Si indica soltanto di riferirsi alle maggiorazioni previste dalle normative nazionali e si prescrive un aumento del 6% per ogni punto percentuale di umidità di equilibrio della parete. Un riferimento autorevole, espressamente richiamato dalla UNI EN 1745, è rappresentato dalla UNI EN ISO 10456. A tale riguardo, occorre differenziare tra assorbimento d’acqua e umidità di equilibrio della parete. Se una parete è mal costruita e si è in presenza di acqua capillare di risalita, certamente il materiale assorbe molta Calcolo dell’incidenza dei giunti di malta su un metro quadrato di parete Si consideri un blocco di laterizio 40x30x25 cm (lunghezza x profondità x altezza). Per individuare quanti giunti orizzontali ci sono in un metro quadrato di parete, occorre dividere l’altezza di un metro di parete per l’altezza del blocco: 1 m/0,25 m = 4 giunti orizzontali. Per individuare quanti giunti verticali ci sono in un metro quadrato di parete, occorre dividere la lunghezza di un metro di parete per la lunghezza del blocco: 1 m/0,40 m = 2,5 giunti verticali. Per individuare la percentuale di giunti di malta rispetto alla percentuale di laterizio per ogni metro quadrato di parete, occorre moltiplicare lo spessore dei giunti (secondo la norma UNI EN1745: 1,2 cm) per il numero di giunti: 0,012 m x 1 m x 4 giunti = 0,048 m2 per i giunti orizzontali 0,012 m x 1 m x 2,5 giunti = 0,030 m2 per i giunti verticali. L’incidenza del laterizio su 1 m2 di parete è pertanto del 92,2% [1 - (0,048 + 0,030) = 0,922 m2] e l’incidenza della malta su 1 m2 di parete è del 7,8%. Tenuto conto che la malta cementizia (secondo la norma UNI EN 1745), con massa volumica ρ = 1800 kg/m3, ha una conducibilità termica λ = 0,93 W/mK (R = s/λ = 0,30 m/0,93 W/mK = 0,322 m2K/W) ed assumendo che, da marcatura CE (calcolata con la UNI EN1745), il blocco abbia una conducibilità termica equivalente λeq = 0,203 W/mK (R = s/λ = 0,30 m / 0,203 W/mK = 1,477 m2K/W), per calcolare la resistenza termica della parete si procede per percentuale: 92,2 % della resistenza del blocco (1,477 m2K/W) + 7,8% della resistenza della malta (0,322 m2K/W) Rmur = 1,361 + 0,025 = 1,386 m2K/W. Nel caso di uso di malta termica, cambia il valore di resistenza termica della parete. La norma UNI EN1745 indica una conducibilità termica λ = 0,25 W/mK (R = s/λ = 0,30 m / 0,25 W/mK = 1,2 m2K/W) con massa volumica ρ = 900 kg/m3. Si avrà pertanto: 92,2% della resistenza del blocco (1,477 m2K/W) + 7,8% della resistenza della malta (1,2 m2K/W) Rmur = 1,361 + 0,093 = 1,454 m2K/W. Nel caso di uso di blocchi a incastro non vanno considerati i giunti verticali. Pertanto: 1 m2 - (0,048) = 0,952 m2, ossia l’incidenza del laterizio su 1 m2 di parete è del 95,2% e l’incidenza della malta su 1 m2 di parete è di 4,8%. Se si utilizzano giunti in malta cementizia: 95,2% della resistenza del blocco (1,477 m2K/W) + 4,8% della resistenza della malta cementizia (0,322 m2K/W) Rmur = 1,406 + 0,015 = 1,421 m2K/W. Se si utilizzano giunti in malta termica: 95,2% della resistenza del blocco 1,477 m2K/W + 4,8% della resistenza della malta termica (1,2 m2K/W) Rmur = 1,406 + 0,057 = 1,463 m2K/W. Se si utilizzano blocchi rettificati, infine, essendo i giunti verticali a incastro e i giunti orizzontali di 1-2 mm, la loro incidenza può essere considerata trascurabile. 72 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti acqua, ma questa è una condizione limite di cattivo impiego del laterizio. L’umidità di equilibrio in una muratura, se non c’è assorbimento di acqua – per innesco dalle fondazioni o per pioggia battente, ecc. – è nell’ordine dell’1%, massimo 1,5%. Il problema è quindi di carattere progettuale. Una costruzione senza sporti, con la parete soggetta a pioggia battente, può assorbire acqua anche in quantità elevate. Dal momento che l’incidenza dell’umidità è dunque un problema anche progettuale, le soluzioni illustrate non sono state maggiorate, delegando la questione direttamente ai progettisti. La norma UNI EN ISO 10456, Materiali e prodotti per l’edilizia. Proprietà igrometriche. Valori tabulati di progetto, indica come riferimento una umidità di equilibrio del laterizio dell’1,2% circa. Quindi la maggiorazione da applicare è del 7,2%. Le soluzioni illustrate sono esemplificazioni di una procedura e non stratigrafie “conformi”. L’intenzione è di mettere in evidenza quali siano gli elementi che all’interno di un determinato “pacchetto” determinano la prestazione della chiusura verticale opaca, consentendo al progettista di individuare sul mercato il prodotto componente che presenta le caratteristiche necessarie per garantire il raggiungimento della prestazione richiesta alla chiusura di involucro nel suo insieme, in funzione del tipo di stratificazione scelta e dell’area geografica in cui si trova. Questo percorso contiene, tuttavia, alcune criticità connesse alla non organicità che spesso contraddistingue l’ambito normativo, il progetto e la costruzione. La prima criticità risiede nel fatto che, se la prestazione della chiusura dipende in larga misura dalle caratteristiche dei prodotti, non appare oggi con sufficiente chiarezza quale sia il soggetto a cui imputare la responsabilità della definizione e del controllo delle effettive prestazioni dei prodotti stessi. Utile in tal senso è la marcatura CE che permette di individuare con chiarezza la prestazione del prodotto individuato. La seconda criticità riguarda il rapporto tra progettista e costruttore. Risulta infatti ancora difficile immaginare in che modo una scelta di prodotto, necessariamente espressa in fase di progetto, possa diventare vincolante per chi si assume poi l’onere della costruzione. Le indicazioni collegate alle soluzioni tecniche proposte vanno appunto nella direzione di abbinare, a una determinata composizione della stratigrafia, una prestazione di prodotto ed è indispensabile che questa venga poi rispettata dal costruttore in fase di scelta del fornitore. Ancora una volta, torna utile la marcatura CE: attraverso i dati riportati in etichetta, il costruttore è in grado di verificare la rispondenza del prodotto utilizzato alle indicazioni prestazionali indicate dal progettista. Una terza criticità risiede nella verifica della corrispondenza tra i valori prestazionali assunti a livello di calcolo e l’effettiva prestazione in fase d’uso. In altri termini, non è affatto da trascurare il problema della corretta messa in opera: giunti verticali senza malta e con fessure tra elemento ed elemento comportano un notevole abbassamento delle prestazioni attese. In questo senso, occorre sottolineare l’importanza di una messa in opera a regola d’arte: errori o imprecisioni nella costruzione sono destinati a produrre, infatti, una divaricazione tra le prestazioni determinate attraverso il calcolo analitico e le effettive prestazioni dell’opera realizzata. Effetti di questa improbabile corrispondenza possono ricadere sulla difficoltà di attribuzione delle responsabilità per la qualità dell’edificio e, soprattutto, sull’efficacia di una sua certificazione energetica basata su prestazioni teoriche che potrebbero anche risultare non completamente coerenti con la realtà costruita. 73 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Articolazione e contenuti delle schede Le schede per la definizione delle prestazioni di differenti tipologie di involucro per zona climatica riportano, in sequenza: 1. La tipologia di stratificazione: tipologia 1 muratura monostrato intonacata tipologia 2 muratura monostrato con intonaco termico tipologia 3 muratura monostrato con cappotto tipologia 4 muratura doppio strato con isolante in intercapedine e rivestimento esterno con intonaco, o con intercapedine d’aria tipologia 5 muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista tipologia 6*muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco (facciata ventilata) * considerata per trasmittanze inferiori a 0,46 W/m2K Valori di trasmittanza termica limite delle pareti opache verticali (D.Lgs. 311/2006) Zona climatica 2006 U (W/m2K) limite 2008 U (W/m2K) limite 2010 U (W/m2K) limite A 0,85 0,72 0,62 B 0,64 0,54 0,48 C 0,57 0,46 0,40 D 0,50 0,40 0,36 E 0,46 0,37 0,34 F 0,44 0,35 0,33 2. Il calcolo del valore minimo di resistenza termica R dello strato di muratura e del valore di trasmittanza termica U della soluzione di involucro. Il valore di permeabilità al vapore μ dei vari componenti è tratto dalla norma UNI 10351. Nei casi previsti dal DPR 59/2009, è obbligatorio che la prestazione di una chiusura verticale opaca rispetti i limiti previsti dalla normativa come indicato nell’allegato C del D. Lgs. 311/06. Il valore limite di trasmittanza varia in funzione della zona climatica. Il D. Lgs. 311/06 riporta i valori previsti per le soglie temporali 2006, 2008, 2010. 3. Il metodo di trasformazione del valore minimo di resistenza termica R dello strato di muratura (individuato al punto 2) in altri valori di riferimento (R blocco, λ equivalente del blocco). Il valore minimo di resistenza termica dello strato in muratura può essere anche espresso come valore massimo di conduttanza termica. 4. Lo spessore totale delle chiusure verticali realizzate con diversi blocchi. 5. Le geometrie dei blocchi nelle stratigrafie. L’orientamento delle sezioni (orizzontali o verticali) mette in evidenza la geometria degli elementi ed è, quindi, in funzione della giacitura dei fori al loro interno. 6. Le informazioni tecniche specifiche di precisi prodotti in commercio con le caratteristiche necessarie per garantire il raggiungimento della prestazione richiesta alla chiusura. La voce PORTANTE, o P, è associata ai blocchi con una percentuale di foratura tra 45% e 55% e spessore minimo di 25 cm; GV sta per giunto verticale e GO per giunto orizzontale; i valori di resistenza della muratura Rmur non contemplano la correzione relativa al contenuto di umidità nelle condizioni di esercizio e alla messa in opera. 7. Il valore di massa superficiale contemplato dal D.Lgs. 192/05 e successivo D. Lgs. 311/06, con l’esclusione degli intonaci. Il valore della massa superficiale comprende il peso dei giunti in malta. È obbligatorio che il valore della massa superficiale senza intonaco (kg/m2) delle pareti opache comprese nel quadrante sud-ovest/sud/sud-est sia superiore a 230 kg/m2 (allegato I, punto 9 del D. Lgs. 311/06), per località con irradianza superiore a 290 W/m2. 8. Il valore di sfasamento dell’onda termica (h) e il fattore di attenuazione (adimensionale). 9. Il valore di trasmittanza termica periodica, introdotto dal DPR n. 59 del 2 aprile 2009. In alternativa alla verifica del valore di massa superficiale di 230 kg/m3 (punto 7) è possibile effettuare la verifica che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica YIE sia inferiore a 0,12 W/m2K. La trasmittanza termica periodica è definita nella norma UNI EN ISO 13786:2008. È consigliato un valore di sfasamento minimo di 8 ore e non superiore a 16 e un valore di attenuazione ≤ di 0,40. Non esistono indicazioni normative al riguardo; valori di riferimento possono essere tratti dal Protocollo Itaca, scheda inerzia termica. N.B. Per tutte le stratigrafie è stata effettuata la verifica di Glaser per valutare l’assenza di umidità superficiale e di condense interstiziali. Scala di prestazione (Protocollo Itaca, scheda inerzia termica) Prestazione quantitativa Punteggio Sfasamento 6 ore, attenuazione 0,60 -2 -1 Sfasamento 7 ore, attenuazione 0,48 Sfasamento 8 ore, attenuazione 0,40 0 Sfasamento 9 ore, attenuazione 0,35 1 Sfasamento 10 ore, attenuazione 0,30 2 Sfasamento 11 ore, attenuazione 0,20 3 Sfasamento 12 ore, attenuazione 0,15 4 Sfasamento 14 ore, attenuazione 0,12 5 74 Punteggio raggiunto (*) (*) Giustificare il punteggio raggiunto con idonee motivazioni e/o con documentazioni da allegare. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 2006 U (W/m2K) limite 2008 U (W/m2K) limite 2010 U (W/m2K) limite A 0,85 0,72 0,62 B 0,64 0,54 0,48 C 0,57 0,46 0,40 D 0,50 0,40 0,36 E 0,46 0,37 0,34 F 0,44 0,35 Muratura monostrato intonacata s spessore m l conducibilità W/mK 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 0,04 0,015 0,93 1800 18 0,02 – – – 24,14 1,40 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,61 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,62 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,40 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,71 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 1,53 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,43 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,46 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,41 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,40 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm 0,229 W/mK 0,197 W/mK 0,1,64 W/mK 0,131 W/mK Tre possibili soluzioni di muratura monostrato intonacata E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 1a sp. 38 cm SOLUZIONE 1c sp. 28 cm I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,62 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 33 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x35x24 (sp. 35 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x22,5 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 33x25x24,9 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,40 m2K/W W/m2K 1,46 0,229 920 45 1660 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)386,28 Massa superficiale senza int. (kg/m2)336,78 U parete (W/m2K) 0,627 Capacità termica (kJ/m2K) 317,8 Sfasamento onda termica (h) 11,64 Fattore di attenuazione 0,27 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,17 Rmur 1,584 m2K/W Cmur 0,631 W/m2K GV a incastro e GO di malta cement. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 1,490 Cmur 0,671 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 970 Fblocco 45 rmateriale lmateriale 318,18 268,68 0,556 261,5 10,91 0,30 0,17 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 292 242,5 0,582 251 10,18 0,35 0,20 75 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,62 W/m2K 2006 U (W/m2K) limite 2008 U (W/m2K) limite 2010 U (W/m2K) limite A 0,85 0,72 0,62 B 0,64 0,54 0,48 C 0,57 0,46 0,40 D 0,50 0,40 0,36 E 0,46 0,37 0,34 F 0,44 0,35 Muratura monostrato con intonaco termico s spessore m l conducibilità W/mK 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco termico 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,030 0,09 720 5 0,33 – – – 22,5 1,08 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,60 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,62 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,08 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,92 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 1,18 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,10 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,12 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,09 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,08 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm 0,297 W/mK 0,255 W/mK 0,212 W/mK 0,170 W/mK Tre possibili soluzioni di muratura monostrato con intonaco termico E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 2a sp. 34,5 cm SOLUZIONE 2c sp. 29,5 cm I I BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 50x25x19 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur Cmur 1,081 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 1,325 m2K/W W/m2K Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,18 0,255 930 45 1640 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,410 0,263 800 55 1700 Massa frontale (kg/m2)343,46 Massa superficiale senza int. (kg/m2)299,36 U parete (W/m2K) 0,620 Capacità termica (kJ/m2K) 280,6 Sfasamento onda termica (h) 11,32 Fattore di attenuazione 0,25 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,15 76 Trasmittanza U<0,62 W/m2K SOLUZIONE 2b sp. 34,5 cm sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,62 W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 1,122 m2K/W Cmur 0,891 W/m2K GV a incastro e GO di malta cement. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 840 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 307,5 263,4 0,542 247,9 11,49 0,25 0,13 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 266,88 222,78 0,610 222,7 9,85 0,35 0,21 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,57 0,40 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,60 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,62 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,40 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 2,50 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,44 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,41 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,42 m2K/W Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,40 m2K/W 0,688 W/mK 0,573 W/mK 0,459 W/mK 0,390 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,40 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di muratura monostrato con cappotto SOLUZIONE 3a sp. 26 cm SOLUZIONE 3c sp. 23 cm E E E I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,62 W/m2K SOLUZIONE 3b sp. 26 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 50x20x22,5 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 30x20x19 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x17x19 (sp. 17 cm) Rmur 0,837 m2K/W Cmur 1,195 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 50 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)196,49 Massa superficiale senza int. (kg/m2)168,99 U parete (W/m2K) 0,490 Capacità termica (kJ/m2K) 162,3 Sfasamento onda termica (h) 7,53 Fattore di attenuazione 0,42 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,20 Rmur 0,733 Cmur 1,364 giunti di malta cementizia da 8 mm Rblocco 1,294 leq blocco 0,255 rblocco 780 Fblocco 45 rmateriale 1550 lmateriale 0,45 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 0,657 m2K/W Cmur W/m2K GV a incastro e GO di malta cementizia Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 800 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 202,61 175,11 0,516 162,3 7,08 0,46 0,23 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 175,67 148,17 0,537 138,8 6,00 0,58 0,31 77 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,62 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con s l r m isolante in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 21,85 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 19,28 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,20 1,00 0,20 0,03 0,12 1,61 m2K/W 0,62 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311,06/05, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,20 m2/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 5,00 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,22 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,20 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti di malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,21 m2K/W Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm Sblocco 10 cm Sblocco 8 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,20 m2K/W 0,780 W/mK 0,550 W/mK 0,459 W/mK 0,367 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,20 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di muratura doppio strato con isolante in intercapedine SOLUZIONE 4a sp. 27 cm SOLUZIONE 4b sp. 23 cm E E I SOLUZIONE 4c sp. 27 cm I sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x12x19 (sp. 12 cm) + FORATO (sp. 8 cm) 0,462 m2K/W 0,200 m2K/W 5 W/m2K Rmur Cmur Rblocco 0,474 m2K/W 0,190 leq blocco 0,253 W/mK 0,460 rblocco 900 kg/m3 680 Fblocco 45 % 3 rmateriale 1600 kg/m lmateriale W/mK m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)230,51 Massa superficiale senza int. (kg/m2)181,01 U parete (W/m2K) 0,541 Capacità termica (kJ/m2K) 187,5 Sfasamento onda termica (h) 7,03 Fattore di attenuazione 0,64 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,35 78 Trasmittanza U<0,62 W/m2K E I sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,62 W/m2K A B C D E F sezione verticale BLOCCO A FORI VERTICALI 50x8x19 (sp. 8 cm) FORATO (sp. 12 cm) + FORATO (sp. 8 cm) Rmur 0,320 m2K/W Cmur 3,120 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 860 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 0,310 m2K/W 0,200 m2K/W 3,220 W/m2K 5 W/m2K Rmur Cmur Rblocco m2K/W leq blocco 0,460 W/mK 0,460 rblocco 690 kg/m3 680 Fblocco % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 197,52 148,02 0,539 166,3 5,13 0,84 0,45 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 207,28 157,78 0,607 166 4,02 0,94 0,57 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 21,85 0,24 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,61 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,62 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: m2K/W resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,24 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 4 ,17 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,26 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,24 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,25 m2K/W Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm Sblocco 10 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,24 m2K/W 0,765 W/mK 0,650 W/mK 0,459 W/mK 0,382 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,24 m2K/W Tre possibili soluzioni di muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista SOLUZIONE 5b sp. 29,5 cm SOLUZIONE 5a sp. 29,5 cm Soluzione tecnica E E I Caratteristiche del blocco E I sezione orizzontale I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x12x15 (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 30x12x19 (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x10x19 (sp. 10 cm) Rmur Cmur 0,431 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 0,454 m2K/W W/m2K Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,44 0,27 920 45 1620 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,465 0,258 920 45 1630 Massa frontale (kg/m2)360,34 Massa superficiale senza int. (kg/m2)337,84 U parete (W/m2K) 0,553 Capacità termica (kJ/m2K) 300 Sfasamento onda termica (h) 8,07 Fattore di attenuazione 0,56 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,31 Trasmittanza U<0,62 W/m2K SOLUZIONE 5c sp. 27,5 cm m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 0,502 Cmur 1,944 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 960 Fblocco 55 rmateriale lmateriale 360,34 337,84 0,546 300 8,19 0,54 0,29 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 337,7 315,2 0,532 287,9 8,01 0,56 0,30 79 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,62 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato intonacata 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,015 0,93 1800 18 0,02 – – – 21,21 1,56 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,77 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,57 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,56 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,64 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 1,70 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,59 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,62 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,58 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,56 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm 0,223 W/mK 0,206 W/mK 0,176 W/mK 0,147 W/mK Tre possibili soluzioni di muratura monostrato intonacata SOLUZIONE 1a sp. 41 cm Soluzione tecnica I E E I I sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x33x19 (sp. 33 cm) PORTANTE 1,574 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 1,648 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,760 0,187 790 50 1,638 0,232 850 50 1640 Massa frontale (kg/m2)389,83 Massa superficiale senza int. (kg/m2)340,33 U parete (W/m2K) 0,559 Capacità termica (kJ/m2K) 318,6 Sfasamento onda termica (h) 12,59 Fattore di attenuazione 0,22 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,12 80 SOLUZIONE 1c sp. 33 cm sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x19 (sp. 38 cm) PORTANTE Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale Trasmittanza U<0,57 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 36 cm E sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,57 W/m2K A B C D E F m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x22,5 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,584 m2K/W Cmur 0,631 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 900 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 336,50 286,70 0,537 266,3 11,33 0,28 0,15 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 332,46 282,96 0,556 274,1 11,31 0,28 0,15 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con intonaco termico 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco termico 0,04 0,030 0,09 720 5 0,33 – – – 21,21 1,24 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,76 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,57 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,24 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,80 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 1,35 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,26 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,29 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,25 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,24 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm 0,259 W/mK 0,222 W/mK 0,185 W/mK 0,148 W/mK Tre possibili soluzioni di muratura monostrato con intonaco termico Soluzione tecnica SOLUZIONE 2a sp. 34,5 cm E I Caratteristiche del blocco sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,241 m2K/W Cmur 0,806 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 8 mm Rblocco 1,330 m2K/W leq blocco 0,225 W/mK rblocco 790 kg/m3 Fblocco 49 % rmateriale 1550 kg/m3 lmateriale 0,450 W/mK Massa frontale (kg/m2)295,64 Massa superficiale senza int. (kg/m2)251,54 U parete (W/m2K) 0,564 Capacità termica (kJ/m2K) 245,3 Sfasamento onda termica (h) 11,06 Fattore di attenuazione 0,27 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,15 Trasmittanza U<0,57 W/m2K SOLUZIONE 2b sp. 34,5 cm SOLUZIONE 2c sp. 34,5 cm E E I I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 33x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,288 m2K/W Cmur 0,776 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 860 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE 1,251 m2K/W W/m2K Rmur Cmur Rblocco 1,330 leq blocco 0,225 rblocco 820 Fblocco 50 rmateriale 1570 lmateriale 315,64 271,54 0,537 263 11,79 0,23 0,12 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 313,03 268,93 0,556 252,9 11,33 0,26 0,14 81 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,57 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 R resistenza 2 m K/W m perm. vapore – 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 21,21 0,56 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,76 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,57 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,56 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,78 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,61 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,57 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,58 m2K/W Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,57 m2K/W 0,573 W/mK 0,491 W/mK 0,410 W/mK 0,328 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,56 m2K/W Trasmittanza U<0,57 W/m2K Tre possibili soluzioni di muratura monostrato con cappotto SOLUZIONE 3c sp. 31 cm E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 3a sp. 31 cm SOLUZIONE 3b sp. 31 cm I I sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,57 W/m2K A B C D E F BLOCCO A FORI VERTICALI 19x25x30 (sp. 25 cm) PORTANTE sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 19x25x30 (sp. 25 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x25x24 (sp, 25 cm) PORTANTE Rmur Cmur 0,892 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 0,928 m2K/W W/m2K Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,940 0,264 790 49 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,980 0,255 840 44 Massa frontale (kg/m2)247,69 Massa superficiale senza int. (kg/m2)220,39 U parete (W/m2K) 0,477 Capacità termica (kJ/m2K) 192,2 Sfasamento onda termica (h) 8,82 Fattore di attenuazione 0,31 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,15 82 I sezione orizzontale m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,752 m2K/W W/m2K 0,774 0,323 940 45 1660 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 259,42 231,92 0,469 207,7 9,28 0,28 0,13 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 275,82 248,52 0,505 228,7 9,07 0,29 0,15 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con s l r m isolante in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 21,21 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 19,28 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,28 1,00 0,28 0,03 0,12 1,77 m2K/W 0,57 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,28 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 3,57 m2K/W W/m2K per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 0,31 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,29 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,29 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,28 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 0,28 m2K/W Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco Esempi nel caso di blocchi con giunti di malta cementizia: Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm Sblocco 10 cm Sblocco 8 cm 0,557 W/mK 0,393 W/mK 0,328 W/mK 0,262 W/mK Trasmittanza U<0,57 W/m2K Tre possibili soluzioni di muratura doppio strato con isolante in intercapedine Soluzione tecnica SOLUZIONE 4a sp. 31 cm SOLUZIONE 4c sp. 31 cm E E E I sezione verticale Caratteristiche del blocco SOLUZIONE 4b sp. 31 cm FORATO (sp. 12 cm) Rmur 0,310 m2K/W Cmur 3,220 W/m2K giunti di malta cementizia da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco 0,460 W/mK rblocco 690 kg/m3 Fblocco % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)238,78 Massa superficiale senza int. (kg/m2)189,58 U parete (W/m2K) 0,570 Capacità termica (kJ/m2K) 189,5 Sfasamento onda termica (h) 5,21 Fattore di attenuazione 0,84 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,48 I I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x12x19 (sp. 12 cm) + FORATO (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 30x12x24 (sp. 12 cm) + FORATO (sp. 12 cm) Rmur 0,403 m2K/W 0,310 Cmur 2,481 W/m2K 3,220 giunti di malta cementizia da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 880 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK m2K/W m2K/W Rmur Cmur m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco 0,470 leq blocco0,255 rblocco 870 Fblocco 45 rmateriale 1530 lmateriale 260,2 210,6 0,533 207,6 6,65 0,68 0,36 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 0,458 m2K/W 0,310 m2K/W W/m2K 3,220 m2K/W m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 259,09 209,49 0,517 207,6 6,96 0,65 0,34 83 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,57 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 R resistenza 2 m K/W m perm. vapore – 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 21,21 0,39 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 1,75 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,57 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,39 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 2,56 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,43 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,40 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,41 m2K/W Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,39 m2K/W 0,588 W/mK 0,470 W/mK 0,400 W/mK 0,282 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,39 m2K/W Tre possibili soluzioni di muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 5a sp. 29,5 cm SOLUZIONE 5c sp. 29,5 cm I I BLOCCO A FORI VERTICALI 30x12x24 (sp. 12 cm) Rmur Cmur 0,458 m2K/W W/m2K Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,470 0,255 870 45 1530 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)351,80 Massa superficiale senza int. (kg/m2)332,30 U parete (W/m2K) 0,545 Capacità termica (kJ/m2K) 295 Sfasamento onda termica (h) 8,05 Fattore di attenuazione 0,56 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,30 84 Trasmittanza U<0,57 W/m2K SOLUZIONE 5b sp. 29,5 cm sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,57 W/m2K A B C D E F I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 50x12x24,9 (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x12x24 (sp. 12 cm) Rmur 0,645 Cmur 1,551 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 900 Fblocco 55 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K Rmur Cmur 0,486 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,500 0,240 860 45 1510 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 350 327,2 0,494 298 9,01 0,47 0,23 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 353,79 331,98 0,537 294 8,15 0,55 0,29 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato intonacata 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 R resistenza 2 m K/W m perm. vapore – 1/he 1 intonaco calce e cemento 0,93 1800 18 0,02 – – – 20,87 1,88 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 3 intonaco di calce e gesso 0,04 0,015 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,09 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,48 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,88 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,53 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 2,05 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,92 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,96 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,90 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,88 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti di malta cementizia: Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm 0,185 W/mK 0,171 W/mK 0,146 W/mK 0,122 W/mK Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di muratura monostrato intonacata SOLUZIONE 1a sp. 41 cm E E SOLUZIONE 1c sp. 33 cm E I I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,48 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 38 cm I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 33x38x19 (sp. 38 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x33x22,5 (sp. 35 cm) PORTANTE Rmur 1,88 m2K/W Cmur 0,53 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 800 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)371,74 Massa superficiale senza int. (kg/m2)322,24 U parete (W/m2K) 0,480 Capacità termica (kJ/m2K) 304,5 Sfasamento onda termica (h) 13,17 Fattore di attenuazione 0,19 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,09 sezione verticale Rmur 1,88 m2K/W Cmur 0,53 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 870 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK BLOCCO A FORI ORIZZONTALI 25x30x25 (sp. 30 cm) Rmur 1,88 Cmur 0,53 giunti di malta termica da 8 mm Rblocco 1,920 leq blocco 0,146 rblocco 592 Fblocco 64 rmateriale 1540 lmateriale 0,322 369,62 320.12 0,480 304,5 13,32 0,19 0,09 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 255,27 205,87 0,480 177,6 9,35 0,4 0,19 85 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,48 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con intonaco termico 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco termico 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,030 0,09 720 5 0,33 – – – 22,5 1,55 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,07 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,48 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,55 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,64 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 1,69 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,58 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,61 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,57 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,55 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm 0,225 W/mK 0,207 W/mK 0,178 W/mK 0,148 W/mK Trasmittanza U<0,48 W/m2K Tre possibili soluzioni di muratura monostrato con intonaco termico SOLUZIONE 2b sp. 37,5 cm E SOLUZIONE 2c sp. 34,5 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 2a sp. 42,5 cm E I I sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,48 W/m2K A B C D E F BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x19 (sp. 38 cm) PORTANTE Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,574 m2K/W W/m2K 1,638 0,232 850 50 1640 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)384,33 Massa superficiale senza int. (kg/m2)340,33 U parete (W/m2K) 0,475 Capacità termica (kJ/m2K) 317,6 Sfasamento onda termica (h) 14,69 Fattore di attenuazione 0,13 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,06 86 I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x33x19 (sp. 33 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x24,9 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,55 Cmur 0,64 giunto di malta cementizia da 8 mm Rblocco 1,765 leq blocco 0,187 rblocco 790 Fblocco 50 rmateriale 1550 lmateriale 0,450 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 2,107 Cmur 0,475 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 950 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 330,69 286,69 0,480 268 12,96 0,19 0,09 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 341,24 297,24 0,379 285,7 15,83 0,10 0,04 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,57 0,86 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,06 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,48 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,86 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,16 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 0,94 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,88 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,89 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,87 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 0,86 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm 0,373 W/mK 0,320 W/mK 0,267 W/mK 0,213 W/mK Tre possibili soluzioni di muratura monostrato con cappotto E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 3a sp. 31 cm SOLUZIONE 3c sp. 26 cm I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,48 W/m2K SOLUZIONE 3b sp. 31 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 45x25x24 (sp. 25 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 33x25x24,9 (sp. 25 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x20x19 (sp. 20 cm) Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,86 m2K/W W/m2K 0,89 0,267 810 50 1590 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)243,88 Massa superficiale senza int. (kg/m2)217,58 U parete (W/m2K) 0,480 Capacità termica (kJ/m2K) 201,4 Sfasamento onda termica (h) 8,51 Fattore di attenuazione 0,33 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,16 Rmur 1,490 Cmur 0,671 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 1000 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur Cmur GO di malta termica Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 290,60 262,80 0,371 241,3 12,72 0,14 0,05 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 0,86 m2K/W W/m2K 0,88 0,213 820 45 1500 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 191,50 164,00 0,480 169,0 7,37 0,42 0,20 87 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,48 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato s l r m con isolante in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 21,85 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 19,28 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,43 1,00 0,43 0,03 0,12 2,07 m2K/W 0,48 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,43 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 2,32 m2K/W W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,47 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,44 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,45 m2K/W Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm Sblocco 10 cm Sblocco 8 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,43 m2K/W 0,363 W/mK 0,256 W/mK 0,213 W/mK 0,171 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,43 m2K/W Trasmittanza U<0,48 W/m2K Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di muratura doppio strato con isolante in intercapedine SOLUZIONE 4a sp. 31 cm SOLUZIONE 4b sp. 29 cm SOLUZIONE 4c sp. 31 cm E E E I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,48 W/m2K A B C D E F I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x12x15 (sp. 12 cm) + FORATO (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x10x19 (sp. 10 cm) + FORATO (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 30x12x19 (sp. 12 cm) Rmur 0,55 m2K/W 0,310 Cmur W/m2K 3,220 giunti di malta cementizia da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 920 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale 1630 kg/m3 lmateriale W/mK m2K/W m2K/W m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)264,62 Massa superficiale senza int. (kg/m2)215,03 U parete (W/m2K) 0,480 Capacità termica (kJ/m2K) 212,7 Sfasamento onda termica (h) 7,12 Fattore di attenuazione 0,63 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,30 88 I sezione orizzontale Rmur 0,55 m2K/W 0,310 Cmur W/m2K 3,220 blocco rettificato ad incastro Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 960 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK m2K/W m2K/W Rmur Cmur 0,430 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,47 0,27 920 45 1620 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 241,39 192,39 0,480 200,6 6,94 0,65 0,31 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 289,47 240,47 0,480 235,9 8,72 0,49 0,23 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 3 muratura – – – 20,57 0,70 0,015 0,54 1500 18 0,03 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,06 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,50 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,70 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,43 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,76 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,71 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,73 m2K/W Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,71 m2K/W 0,328 W/mK 0,262 W/mK 0,223 W/mK 0,157 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,70 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista SOLUZIONE 5a sp. 37,5 cm SOLUZIONE 5c sp. 34,5 cm E E E I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,48 W/m2K SOLUZIONE 5b sp. 37,5 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 50x20x19 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 30x20x19 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x17x19 (sp. 17 cm) Rmur 0,816 m2K/W Cmur 1,226 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 50 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)407,79 Massa superficiale senza int. (kg/m2)384,99 U parete (W/m2K) 0,456 Capacità termica (kJ/m2K) 338,3 Sfasamento onda termica (h) 11,09 Fattore di attenuazione 0,30 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,14 Rmur 0,733 Cmur 1,364 giunti di malta cementizia da 8 mm Rblocco 1,294 leq blocco 0,255 rblocco 840 Fblocco 45 rmateriale 1550 lmateriale 0,450 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 0,70 m2K/W Cmur 1,43 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 800 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 424,97 402,17 0,474 341,7 10,83 0,32 0,15 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 386,16 363,36 0,480 321,5 9,87 0,39 0,19 89 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,48 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato intonacata 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 R resistenza 2 m K/W m perm. vapore – 1/he 1 intonaco calce e cemento 3 intonaco di calce e gesso 0,04 0,015 0,93 1800 18 0,02 – – – 21,21 1,98 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,19 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,46 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R > 1,98 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R < 0,50 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 2,16 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,02 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,06 m2K/W Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,00 m2K/W 0,176 W/mK 0,162 W/mK 0,139 W/mK 0,116 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,98 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato intonacata Soluzione tecnica SOLUZIONE 1c sp. 36 cm E E E I I I sezione orizzontale sezione verticale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x22,5 (sp. 38 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI ORIZZONTALI 25x35x25 (sp. 35 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x33x18,5 (sp. 33 cm) Rmur 2,119 m2K/W Cmur 0,472 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 860 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)393,15 Massa superficiale senza int. (kg/m2)343,95 U parete (W/m2K) 0,429 Capacità termica (kJ/m2K) 321,8 Sfasamento onda termica (h) 15,05 Fattore di attenuazione 0,13 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,05 90 Trasmittanza U<0,46 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 38 cm SOLUZIONE 1a sp. 41 cm Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,46 W/m2K A B C D E F Rmur 2,180 Cmur 0,458 giunti di malta termica da 8 mm Rblocco 2,258 leq blocco 0,155 rblocco 576 Fblocco 65 rmateriale 1540 lmateriale 0,322 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 1,997 m2K/W 0,501 W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 2,46 0,165 750 55 1600 0,329 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 284,41 235,01 0,418 216,6 11,41 0,27 0,11 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 323,93 274,53 0,453 255,2 12,29 0,23 0,10 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con intonaco termico 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 R resistenza 2 m K/W m perm. vapore – 1/he 1 intonaco termico 0,09 720 5 0,33 – – – 21,21 1,67 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 3 intonaco di calce e gesso 0,04 0,030 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,19 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,46 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,67 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,60 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,82 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,70 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,74 m2K/W Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,69 m2K/W 0,192 W/mK 0,165 W/mK 0,137 W/mK 0,110 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,67 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con intonaco termico SOLUZIONE 2a sp. 39,5 cm SOLUZIONE 2c sp. 34,5 cm E E E I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,46 W/m2K SOLUZIONE 2b sp. 34,5 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x35x22,5 (sp. 35 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 45x30x20 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x18,5 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,773 m2K/W Cmur 0,564 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 830 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)350,90 Massa superficiale senza int. (kg/m2)306,80 U parete (W/m2K) 0,457 Capacità termica (kJ/m2K) 311,2 Sfasamento onda termica (h) 12,59 Fattore di attenuazione 0,19 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,08 Rmur 1,766 Cmur 0,566 GV a incastro e malta termica Rblocco 1,957 leq blocco 0,230 rblocco 826 Fblocco 45 rmateriale 1540 lmateriale 0,322 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 1,830 m2K/W 0,547 W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 2,238 0,134 750 45-55 1800 0,329 314,69 270,59 0,435 254,4 13,45 0,17 0,07 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 293,67 249,57 0,425 235,3 12,98 0,19 0,08 91 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,46 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,57 0,99 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,19 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,46 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,99 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,01 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,08 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,01 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,03 m2K/W Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,00 m2K/W 0,324 W/mK 0,278 W/mK 0,232 W/mK 0,185 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,99 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con cappootto SOLUZIONE 3a sp. 36 cm SOLUZIONE 3c sp. 31 cm E E E I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 40x30x25 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 20x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 33x25x19 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur 1,390 Cmur 0,719 giunto di malta cementizia da 7 mm Rblocco 1,478 leq blocco 0,203 rblocco 780 Fblocco 45-55 rmateriale 1690 lmateriale 0,355 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)279,68 Massa superficiale senza int. (kg/m2)251,88 U parete (W/m2K) 0,385 Capacità termica (kJ/m2K) 227,8 Sfasamento onda termica (h) 11,88 Fattore di attenuazione 0,16 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,06 92 Trasmittanza U<0,46 W/m2K SOLUZIONE 3b sp. 36 cm I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,46 W/m2K A B C D E F Rmur 1,053 Cmur 0,950 giunti di malta cementizia da 8 mm Rblocco 1,158 leq blocco 0,259 rblocco 840 Fblocco 45 rmateriale 1550 lmateriale 0,45 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 1,087 Cmur 0,920 GV a incastro e GO di malta termica Rblocco leq blocco rblocco 860 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 305,46 277,66 0,443 232,9 10,57 0,21 0,09 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 257,28 229,48 0,436 211,9 10,11 0,24 0,10 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con s l r m isolante in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 21,21 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 21,21 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,49 1,00 0,49 0,03 0,12 2,19 m2K/W 0,46 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,49 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 2,04 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,53 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,50 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,51 m2K/W Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm Sblocco 10 cm Sblocco 8 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,49 m2K/W 0,318 W/mK 0,225 W/mK 0,187 W/mK 0,149 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,49 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 4a sp. 31 cm SOLUZIONE 4c sp. 32 cm I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,46 W/m2K SOLUZIONE 4b sp. 31 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x12x24 (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x12x19 (sp. 12 cm) BLOCCO A FORI VERT. 50x17x22,5 (sp. 17 cm) E BLOCCO A FORI VERT. 50x8x22,5 (sp. 8 cm) Rmur Cmur 0,486 m2K/W W/m2K Rmur Cmur Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,500 0,240 860 45 1510 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale Massa frontale (kg/m2)276,59 Massa superficiale senza int. (kg/m2)227,19 U parete (W/m2K) 0,457 Capacità termica (kJ/m2K) 223,8 Sfasamento onda termica (h) 8,91 Fattore di attenuazione 0,47 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,21 0,503 m2K/W 1,987 W/m2K 770 55 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 0,672 m2K/W 0,328 Cmur 1,487 W/m2K 3,045 GV a incastro e GO di malta cementizia Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 800 kg/m3 840 Fblocco 55 % 55 rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 249,46 199,86 0,450 205,6 8,43 0,52 0,23 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W m2K/W m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 271,27 221,67 0,452 221,1 8,82 0,44 0,20 93 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,46 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 3 muratura – – – 20,57 0,82 0,015 0,54 1500 18 0,03 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,18 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,46 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,82 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,22 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,89 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,84 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,85 m2K/W Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,83 m2K/W 0,280 W/mK 0,224 W/mK 0,190 W/mK 0,134 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,82 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Soluzione tecnica SOLUZIONE 5a sp. 42,5 cm E I Trasmittanza U<0,46 W/m2K SOLUZIONE 5c sp. 37,5 cm E I I sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 33x25x22,5 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur 1,117 m2K/W Cmur 0,895 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 840 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)463,52 Massa superficiale senza int. (kg/m2)440,72 U parete (W/m2K) 0,401 Capacità termica (kJ/m2K) 383,7 Sfasamento onda termica (h) 13,76 Fattore di attenuazione 0,17 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,07 94 SOLUZIONE 5b sp. 37,5 cm E sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,46 W/m2K A B C D E F sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 50x20x22,5 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x20x19 (sp. 20 cm) Rmur 0,875 m2K/W Cmur 1,143 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 50 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur Cmur giunti di malta termica Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,800 m2K/W W/m2K 0,840 0,238 820 45 1500 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 407,79 384,99 0,444 338,3 11,33 0,29 0,13 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 421,29 398,48 0,459 345 11,23 0,29 0,13 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con tavelle s l r m R in laterizio assemblate a secco spessore conducibilità densità perm. vapore resistenza 3 2 (facciata ventilata) m W/mK kg/m – m K/W 1/he 0,04 1 Paramento di tavelle in laterizio 0,040 0,50 1100 23,8 0,08 2 intercapedine d’aria* 0,040 – – 193 0,15 3 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 4 muratura – – – 20,93 0,75 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 0,03 0,12 1/hi resistenza termica R della parete 2,17 trasmittanza termica U della parete 0,46 * regime stazionario la soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,75 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,33 m2K/W W/m2K m2K/W W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,82 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,77 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,78 m2K/W Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,76 m2K/W 0,306 W/mK 0,245 W/mK 0,208 W/mK 0,147 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,75 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 6a sp. 38,5 cm SOLUZIONE 6c sp. 33,5 cm I Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,46 W/m2K SOLUZIONE 6b sp. 33,5 cm I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x25x24 (sp. 25 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 50x20x22,5 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x20x19 (sp. 20 cm) Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 0,752 m2K/W W/m2K 0,774 0,323 940 45 1660 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)315,02 Massa superficiale senza int. (kg/m2)292,52 U parete (W/m2K) 0,459 Capacità termica (kJ/m2K)260,20 Sfasamento onda termica (h) 14,52 Fattore di attenuazione 0,28 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,13 Rmur 0,837 m2K/W Cmur 1,195 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 50 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur Cmur giunti di malta termica Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 235,50 213,00 0,442 193,90 8,08 0,38 0,17 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 0,800 m2K/W W/m2K 0,840 0,238 820 45 1500 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 248,99 226,49 0,449 200,60 8,13 0,38 0,17 95 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 6 Muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco (facciata ventilata) Trasmittanza U≤0,46 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato intonacata 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,015 0,93 1800 18 0,02 – – – 21,21 2,29 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,50 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,40 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R > 2,29 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R < 0,44 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 2,50 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,34 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,38 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,31 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 2,29 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 45 cm Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm 0,180 W/mK 0,152 W/mK 0,140 W/mK 0,120 W/mK Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U<0,40 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 41 cm E SOLUZIONE 1c sp. 38 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 1a sp. 48 cm E I I sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,40 W/m2K A B C D E F sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x45x22,5 (sp. 45 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x22,5 (sp. 38 cm) PORTANTE Rmur 2,404 m2K/W Cmur 0,416 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 2,391 m2K/W Cmur 0,418 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)458,52 Massa superficiale senza int. (kg/m2)403,02 U parete (W/m2K) 0,383 Capacità termica (kJ/m2K) 368,6 Sfasamento onda termica (h) 17,72 Fattore di attenuazione 0,07 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,03 96 I sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI PORTANTE 25x35x24,9 (sp. 35 cm) PORTANTE Rmur 2,447 Cmur 0,409 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 850 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 389,83 340,33 0,384 318,60 16,01 0,11 0,04 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 347 297,50 0,375 297,2 15,47 0,12 0,04 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con intonaco termico 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco termico 0,04 0,030 0,09 720 5 0,33 – – – 22,5 1,98 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,50 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,40 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,98 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,50 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 2,16 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,02 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,06 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,00 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 1,98 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm 0,176 W/mK 0,162 W/mK 0,139 W/mK 0,116 W/mK Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con intonaco termico Soluzione tecnica SOLUZIONE 2a sp. 42,5 cm E Caratteristiche del blocco SOLUZIONE 2c sp. 34,5 cm E E I I Trasmittanza U<0,40 W/m2K SOLUZIONE 2b sp. 39,5 cm I sezione orizzontale sezione verticale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x22,5 (sp. 38 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI ORIZZONTALI 25x35x25 (sp. 35 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x24,9 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 2,119 m2K/W Cmur 0,472 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 860 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)388,05 Massa superficiale senza int. (kg/m2)343,95 U parete (W/m2K) 0,377 Capacità termica (kJ/m2K) 320,8 Sfasamento onda termica (h) 17,09 Fattore di attenuazione 0,08 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,03 Rmur 2,180 Cmur 0,458 Giunti di malta termica da 8 mm Rblocco 2,258 leq blocco 0,155 rblocco 576 Fblocco 65 rmateriale 1540 lmateriale 0,322 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 2,107 Cmur 0,475 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 950 Fblocco 45 rmateriale lmateriale 279,11 235,01 0,369 215,6 13,32 0,18 0,06 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 341,24 297,24 0,379 285,7 15,83 0,10 0,04 97 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,40 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,57 1,30 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,50 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,40 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,30 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,77 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,42 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,33 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,35 m2K/W Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,31 m2K/W 0,247 W/mK 0,212 W/mK 0,176 W/mK 0,141 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,30 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con cappotto SOLUZIONE 3a sp. 36 cm SOLUZIONE 3c sp. 31 cm E E E I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25X30x22,5 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 40X30X25 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO AFORI VERTICALI 33X25X24,9 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur 1,584 m2K/W Cmur 0,631 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 900 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)313,66 Massa superficiale senza int. (kg/m2)286,16 U parete (W/m2K) 0,359 Capacità termica (kJ/m2K) 258,1 Sfasamento onda termica (h) 13,65 Fattore di attenuazione 0,11 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,04 98 Trasmittanza U<0,40 W/m2K SOLUZIONE 3b sp. 36 cm I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,40 W/m2K A B C D E F Rmur 1,390 Cmur 0,719 giunti di malta cementizia da 7 mm Rblocco 1,478 leq blocco 0,203 rblocco 780 Fblocco 45-55 rmateriale 1690 lmateriale 0,355 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 1,490 Cmur 0,671 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 1000 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 279,68 251,88 0,385 227,8 11,88 0,16 0,06 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 243,88 217,58 0,371 241,3 12,72 0,14 0,05 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con isolante s l r m in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 20,57 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 20,57 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,64 1,00 0,64 0,03 0,12 2,49 m2K/W 0,40 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,64 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,56 m2K/W W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,70 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,65 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,67 m2K/W Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm Sblocco 10 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,65 m2K/W 0,287 W/mK 0,244 W/mK 0,172 W/mK 0,143 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,64 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine SOLUZIONE 4c sp. 31 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 4a sp. 47 cm E Trasmittanza U<0,40 W/m2K SOLUZIONE 4b sp. 41 cm E Caratteristiche del blocco I I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 30x20x19 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x17x22,5 (sp. 17 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x12x24,9 (sp. 12 cm) Rmur 0,733 Cmur 1,364 giunta di malta cementizia da 8 mm Rblocco 1,294 leq blocco 0,255 rblocco 780 Fblocco 45 rmateriale 1550 lmateriale 0,450 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)396,52 Massa superficiale senza int. (kg/m2)347,02 U parete (W/m2K) 0,373 Capacità termica (kJ/m2K) 312,5 Sfasamento onda termica (h) 14,07 Fattore di attenuazione 0,16 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,06 Rmur 0,672 m2K/W Cmur 1,487 W/m2K GV a incastro e malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 800 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 0,645 Cmur 1,551 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 900 Fblocco 55 rmateriale lmateriale 341,02 291,52 0,391 278,9 12,49 0,23 0,09 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 268,7 219,2 0,400 231,8 10,67 0,33 0,13 99 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,40 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 3 muratura – – – 20,57 1,13 0,015 0,54 1500 18 0,03 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,49 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,40 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,13 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,88 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,23 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,15 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1.18 m2K/W Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,14 m2K/W 0,244 W/mK 0,203 W/mK 0,162 W/mK 0,138 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,13 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista SOLUZIONE 5a sp. 42,5 cm SOLUZIONE 5c sp. 42,5 cm E E E I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 45x25x25 (sp. 25 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 33X25x22,5 (sp. 25 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 30X25X25 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur 1,172 m2K/W Cmur 0,853 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 7 mm Rblocco 1,237 m2K/W leq blocco 0,202 W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 45-55 % rmateriale 1690 kg/m3 lmateriale 0,355 W/mK Massa frontale (kg/m2)448,94 Massa superficiale senza int. (kg/m2)426,44 U parete (W/m2K) 0,392 Capacità termica (kJ/m2K) 375,3 Sfasamento onda termica (h) 13,72 Fattore di attenuazione 0,17 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,07 100 Trasmittanza U<0,40 W/m2K SOLUZIONE 5b sp. 42,5 cm I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,40 W/m2K A B C D E F Rmur 1,117 m2K/W Cmur 0,895 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 840 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 1,162 m2K/W Cmur 0,861 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 7 mm Rblocco 1,219 m2K/W leq blocco 0,205 W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale 1690 kg/m3 lmateriale 0,355 W/mK 463,52 440,72 0,400 383,7 13,76 0,17 0,07 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 448,94 426,44 0,394 375,3 13,68 0,17 0,07 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato intonacata 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco calce e cemento 0,04 0,015 0,93 1800 18 0,02 – – – 21,21 2,54 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 4 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,75 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,36 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R > 2,54 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R < 0,39 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 2,77 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,59 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,64 m2K/W Sblocco 45 cm Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,57 m2K/W 0,163 W/mK 0,137 W/mK 0,126 W/mK 0,108 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 2,54 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U<0,36 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 48 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 1a sp. 48 cm E SOLUZIONE 1c sp. 41 cm E Caratteristiche del blocco I I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x45x21,9 (sp. 45 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x45x22,5 (sp. 45 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x22,5 (sp. 38 cm) PORTANTE m2K/W W/m2K Rmur 2,923 m2K/W Cmur 0,342 W/m2K GV a incastro con malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 2,54 m2K/W Cmur 0,390 W/m2K GV a incastro con malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 3,140 Cmur 0,318 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 850 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2) Massa superficiale senza int. (kg/m2) U parete (W/m2K) Capacità termica (kJ/m2K) Sfasamento onda termica (h) Fattore di attenuazione Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 432 382,5 0,298 368,6 20,58 0,04 0,01 452,52 403,02 0,319 368,6 19,77 0,05 0,01 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 389,83 340,33 0,360 318,6 16,43 0,10 0,04 101 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,36 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con intonaco termico 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,6 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 isolante termico 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,030 0,09 720 5 0,33 – – – 21,21 2,22 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,74 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,36 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 2,22 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,45 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 2,42 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,26 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,31 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,24 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 2,22 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm 0,145 W/mK 0,124 W/mK 0,103 W/mK 0,083 W/mK Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con intonaco termico Soluzione tecnica SOLUZIONE 2a sp. 39,5 cm SOLUZIONE 2c sp. 39,5 cm E I E I sezione orizzontale sezione verticale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x35x22,5 (sp. 35 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI ORIZZONTALI 25x35x25 (sp. 35 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 25x35x24,9 (sp. 35 cm) PORTANTE Rmur 2,22 m2K/W Cmur 0,45 W/m2K GV a incastro con malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)357,56 Massa superficiale senza int. (kg/m2)313,46 U parete (W/m2K) 0,360 Capacità termica (kJ/m2K) 296,2 Sfasamento onda termica (h) 16,47 Fattore di attenuazione 0,09 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,03 102 Trasmittanza U<0,36 W/m2K SOLUZIONE 2b sp. 39,5 cm E I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,36 W/m2K A B C D E F Rmur 2,22 Cmur 0,45 giunti di malta termica da 8 mm Rblocco 2,26 leq blocco 0,145 rblocco 576 Fblocco 65 rmateriale 1540 lmateriale 0,322 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 2,447 Cmur 0,409 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 950 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 279,12 235,02 0,360 215,6 13,32 0,18 0,06 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 376,6 332,5 0,336 325,6 18,51 0,06 0,02 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 R resistenza 2 m K/W m perm. vapore – 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,57 1,54 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,74 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,36 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,54 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,65 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,68 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,57 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,60 m2K/W Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,56 m2K/W 0,226 W/mK 0,209 W/mK 0,179 W/mK 0,149 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,54 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con cappotto E E E Soluzione tecnica SOLUZIONE 3a sp. 44 cm SOLUZIONE 3c sp. 36 cm I I sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,36 W/m2K SOLUZIONE 3b sp. 41 cm BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x19 (sp. 38 cm) PORTANTE Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x35x25 (sp. 35 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x25 (sp. 30 cm) PORTANTE 1,574 m2K/W W/m2K Rmur Cmur 1,640 m2K/W 0,660 W/m2K Rmur Cmur 1,659 m2K/W 0,603 W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,760 0,187 790 50 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,923 0,156 780 45-55 1690 0,355 1,638 0,232 850 50 1640 Massa frontale (kg/m2)371,03 Massa superficiale senza int. (kg/m2)343,53 U parete (W/m2K) 0,360 Capacità termica (kJ/m2K) 302,6 Sfasamento onda termica (h) 14,96 Fattore di attenuazione 0,08 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,03 334,77 307,27 0,352 263,5 14,06 0,10 0,03 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 288,57 261,07 0,349 237,9 13,29 0,12 0,04 103 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,36 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con isolante s l r m in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 21,21 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 21,21 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,77 1,00 0,77 0,03 0,12 2,75 m2K/W 0,36 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,77 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta W/m2K C=1/R = 1,29 Per assicurare la prestazione dello strato in muratura i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 0,84 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,79 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,80 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,78 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 0,77 m2K/W Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm 0,298 W/mK 0,238 W/mK 0,203 W/mK 0,143 W/mK Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine SOLUZIONE 4b sp. 41 cm Soluzione tecnica SOLUZIONE 4a sp. 47 cm E I I Rmur 0,800 m2K/W 0,952 Cmur W/m2K GV e GO di malta cementizia da 12 mm Rblocco 0,840 m2K/W 1,020 leq blocco0,238 W/mK 0,195 rblocco 820 kg/m3 760 Fblocco 45 % 45-55 rmateriale 1500 kg/m3 1690 lmateriale W/mK 0,335 m2K/W m2K/W m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)400,21 Massa superficiale senza int. (kg/m2)350,71 U parete (W/m2K) 0,337 Capacità termica (kJ/m2K) 325,9 Sfasamento onda termica (h) 15,71 Fattore di attenuazione 0,11 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,04 104 E I sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x20x19 (sp. 20 cm) e 40x20x25 (sp. 20 cm) sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 50x17x22,5 (sp. 17 cm) Rmur 0,825 Cmur 1,212 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 850 Fblocco 55 rmateriale lmateriale Trasmittanza U<0,36 W/m2K SOLUZIONE 4c sp. 41 cm E sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,36 W/m2K A B C D E F BLOCCO A FORI VERTICALI 50x17x22,5 (sp. 17 cm) m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 0,77 m2K/W Cmur 1,29 W/m2K GV a incastro con malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 55 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 341,70 292,20 0,348 293,2 14,31 0,15 0,05 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 357,20 307,70 0,360 293,20 13,72 0,17 0,06 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 3 muratura – – – 20,57 1,38 0,015 0,54 1500 18 0,03 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,74 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,36 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,38 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,72 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,50 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,41 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,44 m2K/W Sblocco 33 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,39 m2K/W 0,219 W/mK 0,199 W/mK 0,166 W/mK 0,133 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,38 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U<0,36 W/m2K SOLUZIONE 5c sp. 47,5 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 5a sp. 50,5 cm E SOLUZIONE 5b sp. 47,5 cm E Caratteristiche del blocco I I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x33x19 (sp. 33 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 40x30x25 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x22,5 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,526 Cmur 0,655 giunti di malta cementizia da 8 mm Rblocco 1,765 leq blocco 0,187 rblocco 790 Fblocco 50 rmateriale 1550 lmateriale 0,450 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)528,39 Massa superficiale senza int. (kg/m2)505,89 U parete (W/m2K) 0,344 Capacità termica (kJ/m2K) 429 Sfasamento onda termica (h) 16,90 Fattore di attenuazione 0,08 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,03 Rmur 1,390 Cmur 0,72 giunti di malta cementizia da 7 mm Rblocco 1,50 leq blocco 0,199 rblocco 780 Fblocco 45-55 rmateriale 1690 lmateriale 0,355 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 1,584 m2K/W Cmur 0,631 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 900 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 490,39 467,89 0,360 403,8 15,53 0,11 0,04 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 524,66 502,16 0,338 434,1 18,30 0,08 0,03 105 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,36 W/m2K A B C D E F 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 R resistenza 2 m K/W 0,04 0,08 0,15 1,00 1,32 0,03 0,12 2,74 m2K/W 0,36 W/m2K * regime stazionario La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,32 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,76 m2K/W W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,44 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,35 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,37 m2K/W Sblocco 33 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,33 m2K/W 0,229 W/mK 0,209 W/mK 0,174 W/mK 0,139 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,32 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco SOLUZIONE 6a sp. 43,5 cm SOLUZIONE 6c sp. 38,5 cm E E E I I I sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 33x30x19 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,32 m2K/W Cmur 0,76 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 860 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)343,83 Massa superficiale senza int. (kg/m2)321,33 U parete (W/m2K) 0,360 Capacità termica (kJ/m2K)279,60 Sfasamento onda termica (h) 12,35 Fattore di attenuazione 0,15 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,05 106 Trasmittanza U<0,36 W/m2K SOLUZIONE 6b sp. 43,5 cm sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 6 Muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco (facciata ventilata) Trasmittanza 2006 2008 U≤0,36 W/m2K U (W/m2K) U (W/m2K) limite limite A 0,85 0,72 B 0,64 0,54 C 0,57 0,46 D 0,50 0,40 E 0,46 0,37 F 0,44 0,35 Muratura doppio strato con tavelle s l r m in laterizio assemblate a secco spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – (facciata ventilata) 1/he 1 paramento di tavelle in laterizio 0,040 0,50 1100 23,80 2 intercapedine d’aria* 0,040 193 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 22,84 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 40x30x25 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 1,390 m2K/W Cmur 0,719 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 7 mm Rblocco 1,478 m2K/W leq blocco 0,203 W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 45-55 % rmateriale 1690 kg/m3 lmateriale 0,355 W/mK BLOCCO A FORI VERTICALI 33x25x24,9 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur 1,490 Cmur 0,671 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 970 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 318,39 295,89 0,355 259,40 12,44 0,15 0,05 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 312,30 289,80 0,343 266,50 13,08 0,13 0,04 Muratura monostrato intonacata 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,015 0,93 1800 18 0,02 – – – 20,57 2,73 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,94 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,34 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R > 2,73 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R < 0,37 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 2,98 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,78 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,84 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,73 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 2,73 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 45 cm Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm 0,151 W/mK 0,128 W/mK 0,118 W/mK 0,101 W/mK Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato intonacata Soluzione tecnica SOLUZIONE 1a sp. 48 cm E I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Trasmittanza U<0,34 W/m2K SOLUZIONE 1b sp. 39,5 cm SOLUZIONE 1c sp. 33 cm E E I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x45x21,9 (sp. 45 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 24,7x36,5x24,9 (sp. 36,5 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 24,7x30x24,9 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 3,14 Cmur 0,32 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 850 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)432,00 Massa superficiale senza int. (kg/m2)382,50 U parete (W/m2K) 0,300 Capacità termica (kJ/m2K)368,60 Sfasamento onda termica (h) 20,58 Fattore di attenuazione 0,04 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,01 Rmur 2,85 Cmur 0,35 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco 0,16 rblocco 800 Fblocco rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 2,95 Cmur 0,34 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco 0,10 rblocco 850 Fblocco rmateriale lmateriale 341,50 292,00 0,327 292,60 16,68 0,09 0,03 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 244,50 195,00 0,317 211,10 13,38 0,18 0,06 107 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 1 Muratura monostrato intonacata Trasmittanza U≤0,34 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con intonaco termico 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 r densità kg/m3 m perm. vapore – 1/he 1 intonaco termico 3 intonaco di calce e gesso R resistenza 2 m K/W 0,04 0,030 0,09 720 5 0,33 – – – 21,21 2,42 0,015 0,54 1500 18 0,03 2 muratura 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,94 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,34 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 2,42 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,41 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) leq = spessore blocco / resistenza termica blocco R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC 2,64 m2K/W se si utilizza malta termica MT 2,47 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 2,52 m2K/W se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 2,44 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati 2,42 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm 0,144 W/mK 0,133 W/mK 0,114 W/mK 0,095 W/mK Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con intonaco termico SOLUZIONE 2a sp. 42,5 cm E I BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x22,5 (sp. 38 cm) PORTANTE Rmur 2,50 m2K/W Cmur 0,399 W/m2K GV a incastro con malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 850 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Massa frontale (kg/m2)384,43 Massa superficiale senza int. (kg/m2)340,33 U parete (W/m2K) 0,330 Capacità termica (kJ/m2K)317,60 Sfasamento onda termica (h) 18,42 Fattore di attenuazione 0,06 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,02 108 Trasmittanza U<0,34 W/m2K SOLUZIONE 2b sp. 39,5 cm SOLUZIONE 2c sp. 34,5 cm E E I sezione orizzontale Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 2 Muratura monostrato con intonaco termico Trasmittanza U≤0,34 W/m2K A B C D E F I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x35x24,9 (sp. 35 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 24,7x30x24,9 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur 2,447 Cmur 0,409 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco 950 Fblocco 45 rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Rmur 2,50 Cmur 0,4 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco leq blocco 0,12 rblocco 700 Fblocco rmateriale lmateriale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 376,60 332,50 0,336 325,60 18,51 0,06 0,02 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 254,10 210,00 0,330 222,70 14,58 0,14 0,05 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 Muratura monostrato con cappotto 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 intonaco plastico 0,005 0,70 1000 5 0,01 2 isolante per cappotto 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,37 1,74 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,94 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,34 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,74 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,57 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,90 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,77 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,81 m2K/W Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,76 m2K/W 0,185 W/mK 0,158 W/mK 0,132 W/mK 0,105 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,74 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura monostrato con cappotto Soluzione tecnica SOLUZIONE 3a sp. 36 cm SOLUZIONE 3c sp. 31 cm E E I I sezione verticale Caratteristiche del blocco Trasmittanza U<0,34 W/m2K SOLUZIONE 3b sp. 36 cm E BLOCCO A FORI ORIZZONTALI 25x30x25 (sp. 30 cm) Rmur 1,799 Cmur 0,556 giunti di malta termica da 8 mm Rblocco 1,936 leq blocco 0,155 rblocco 592 Fblocco 64 rmateriale 1540 lmateriale 0,322 I sezione orizzontale m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)236,57 Massa superficiale senza int. (kg/m2)209,67 U parete (W/m2K) 0,330 Capacità termica (kJ/m2K)180,50 Sfasamento onda termica (h) 11,59 Fattore di attenuazione 0,19 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,06 sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 45x30x20 (sp. 30 cm) PORTANTE Rmur Cmur giunti di malta termica Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,766 m2K/W 0,556 W/m2K 1,957 0,230 826 45 1540 0,322 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK BLOCCO A FORI VERTICALI 25x25x30 (sp. 25 cm) PORTANTE Rmur 1,857 Cmur 0,538 blocco rettificato con GV a incastro Rblocco 1,846 leq blocco 0,13 rblocco 750 Fblocco rmateriale lmateriale 301,29 273,79 0,337 239,40 12,74 0,11 0,04 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK 255,70 228,20 0,328 220,30 13,37 0,12 0,04 109 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 3 Muratura monostrato con cappotto Trasmittanza U≤0,34 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato s l r m con isolante in intercapedine spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m – 1/he 1 intonaco di calce e cemento 0,015 0,93 1800 18 2 muratura – – – 20,97 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 20,97 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete R resistenza 2 m K/W 0,04 0,02 0,86 1,00 0,86 0,03 0,12 2,93 m2K/W 0,34 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 0,86 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 1,16 m2K/W W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 0,94 m2K/W se si utilizza malta termica MT 0,88 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 0,89 m2K/W Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 0,87 m2K/W 0,267 W/mK 0,213 W/mK 0,181 W/mK 0,128 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 0,86 m2K/W Soluzione tecnica Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine SOLUZIONE 4b sp. 47 cm E SOLUZIONE 4a sp. 47 cm E I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 4 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine Trasmittanza U≤0,34 W/m2K A B C D E F I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 40x20x25 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 50x20x22,5 (sp. 20 cm) BLOCCO A FORI VERTICALI 37,3x17,5x23,8 (sp. 17,5 cm) Rmur 0,952 Cmur 1,05 giunti di malta cementizia da 7 mm Rblocco 1,02 leq blocco 0,195 rblocco 820 Fblocco 45-55 rmateriale 1690 lmateriale 0,355 m2K/W W/m2K m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)411,27 Massa superficiale senza int. (kg/m2)361,77 U parete (W/m2K) 0,321 Capacità termica (kJ/m2K)325,90 Sfasamento onda termica (h) 16,35 Fattore di attenuazione 0,09 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,03 110 Trasmittanza U<0,34 W/m2K SOLUZIONE 4c sp. 42 cm E Rmur 0,875 m2K/W Cmur 1,143 W/m2K GV a incastro e GO di malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 780 kg/m3 Fblocco 50 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 0,86 m2K/W Cmur 1,16 W/m2K GV a incastro e GO di malta termica 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco 0,21 W/mK rblocco 900 kg/m3 Fblocco % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 384,28 334,78 0,337 312,50 15,30 0,12 0,04 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 373,37 323,87 0,340 315,00 15,26 0,12 0,04 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 s spessore m Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista l conducibilità W/mK r densità kg/m3 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 m perm. vapore – R resistenza 2 m K/W 1/he 0,04 1 laterizio faccia a vista 0,120 0,65 1800 33,42 0,17 2 isolante 0,040 0,04 80 3 1,00 – – – 20,92 1,57 0,015 0,54 1500 18 0,03 3 muratura 4 intonaco di calce e gesso 1/hi 0,12 resistenza termica R della parete 2,93 m2K/W trasmittanza termica U della parete 0,34 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,57 m2K/W conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,64 W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,71 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,60 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,63, m2K/W Sblocco 38 cm Sblocco 35 cm Sblocco 30 cm Sblocco 20 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,59 m2K/W 0,222 W/mK 0,205 W/mK 0,175 W/mK 0,117 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,57 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista SOLUZIONE 5b sp. 47,5 cm E Trasmittanza U<0,34 W/m2K SOLUZIONE 5c sp. 47,5 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 5a sp. 55,5 cm E I Caratteristiche del blocco 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 I I sezione orizzontale sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x19 (sp. 38 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x22,5 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 37,3x30x23,8 (sp. 30 cm) Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,58 m2K/W W/m2K 1,638 0,232 850 50 1640 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)582,03 Massa superficiale senza int. (kg/m2)559,53 U parete (W/m2K) 0,338 Capacità termica (kJ/m2K)478,60 Sfasamento onda termica (h) 18,63 Fattore di attenuazione 0,06 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,02 Rmur 1,584 m2K/W Cmur 0,631 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 900 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 1,690 m2K/W Cmur 0,592 W/m2K GV a incastro e GO di malta term. 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco 0,18 W/mK rblocco 700 kg/m3 Fblocco % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 524,66 502,16 0,338 434,10 17,30 0,08 0,03 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 467,54 445,04 0,326 383,70 15,97 0,11 0,03 111 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 5 Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista Trasmittanza U≤0,34 W/m2K A B C D E F 2006 U (W/m2K) limite 0,85 0,64 0,57 0,50 0,46 0,44 2008 U (W/m2K) limite 0,72 0,54 0,46 0,40 0,37 0,35 2010 U (W/m2K) limite 0,62 0,48 0,40 0,36 0,34 0,33 Muratura doppio strato con tavelle s l r m in laterizio assemblate a secco spessore conducibilità densità perm. vapore – (facciata ventilata) m W/mK kg/m3 1/he 1 paramento di tavelle in laterizio 0,040 0,50 1100 23,8 2 intercapedine d’aria* 0,040 – – 193 3 isolante 0,040 0,04 80 3 4 muratura – – – 20,92 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R della parete trasmittanza termica U della parete * regime stazionario R resistenza m2K/W 0,04 0,08 0,15 1,00 1,52 0,03 0,12 2,94 m2K/W 0,34 W/m2K La soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al D.Lgs. 311/06, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura: resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta R = 1,52 conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta C=1/R = 0,66 m2K/W W/m2K Per assicurare la prestazione dello strato in muratura, i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE): Conducibilità termica equiv. massima del blocco (senza giunti) R resistenza termica minima del blocco (senza giunti) se si utilizza malta cementizia MC leq = spessore blocco / resistenza termica blocco 1,66 m2K/W se si utilizza malta termica MT 1,55 m2K/W Esempi nel caso di blocchi con giunti in malta cementizia: se si utilizzano blocchi ad incastro con MC 1,58 m2K/W Sblocco 25 cm Sblocco 20 cm Sblocco 17 cm Sblocco 12 cm se si utilizzano blocchi ad incastro con MT 1,54 m2K/W 0,151 W/mK 0,121 W/mK 0,103 W/mK 0,072 W/mK se si utilizzano blocchi rettificati 1,52 m2K/W Tre possibili soluzioni di Muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco SOLUZIONE 6b sp. 43,5 cm E Trasmittanza U<0,34 W/m2K SOLUZIONE 6c sp. 43,5 cm E Soluzione tecnica SOLUZIONE 6a sp. 51,5 cm E I Caratteristiche del blocco Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Tipologia 6 Muratura doppio strato con tavelle in laterizio assemblate a secco (facciata ventilata) Trasmittanza U≤0,34 W/m2K A B C D E F I sezione orizzontale sezione orizzontale BLOCCO A FORI VERTICALI 25x38x19 (sp. 38 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 25x30x22,5 (sp. 30 cm) PORTANTE BLOCCO A FORI VERTICALI 37,3x30x23,8 (sp. 30 cm) Rmur Cmur GV a incastro Rblocco leq blocco rblocco Fblocco rmateriale lmateriale 1,58 m2K/W W/m2K 1,638 0,232 850 50 1640 m2K/W W/mK kg/m3 % kg/m3 W/mK Massa frontale (kg/m2)410,03 Massa superficiale senza int. (kg/m2)387,53 U parete (W/m2K) 0,332 Capacità termica (kJ/m2K)334,20 Sfasamento onda termica (h) 15,54 Fattore di attenuazione 0,07 Trasmittanza termica periodica (W/m2K) 0,02 112 I sezione orizzontale Rmur 1,584 m2K/W Cmur 0,631 W/m2K GV a incastro e GO di malta cem. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco W/mK rblocco 900 kg/m3 Fblocco 45 % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK Rmur 1,690 m2K/W Cmur 0,592 W/m2K GV a incastro e GO di malta term. da 12 mm Rblocco m2K/W leq blocco 0,18 W/mK rblocco 700 kg/m3 Fblocco % rmateriale kg/m3 lmateriale W/mK 352,66 330,16 0,332 289,60 14,21 0,10 0,03 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 295,54 273,04 0,321 239,20 12,88 0,14 0,04 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Dalle valutazioni condotte sulle soluzioni tecniche analizzate, possono essere tratte alcune considerazioni di massima. Per rispondere ai valori di trasmittanza limite indicati dalla norma per le zone climatiche A e B, è possibile affidarsi a soluzioni tecniche di involucro monostrato o stratificate caratterizzate da ridotti spessori degli elementi in laterizio, e dunque ridotta presenza di massa: questo però determina valori di attenuazione e sfasamento poco performanti dal punto di vista del comfort termico proprio in località dove il problema del surriscaldamento estivo incide maggiormente e dove, dunque, occorrerebbe garantire almeno 8 ore di sfasamento e non più di 0,40 come fattore di attenuazione. Tendenzialmente, spostandosi dal nord al sud Italia, diminuisce la necessità di isolamento termico (e di trasmittanze basse), ma aumenta la necessità di inerzia termica (per garantire valori di sfasamento e attenuazione adeguati): dunque risulta necessaria una verifica incrociata di questi due aspetti. In effetti, le località del sud Italia sono caratterizzate per lo più da valori di irradianza superiori ai 290 W/m2, per cui ricadono nella prescrizione normativa che prevede la verifica della massa superficiale dell’involucro (almeno 230 kg/m2) o della trasmittanza termica periodica (inferiore a 0,12 W/m2K). Dalle valutazioni presentate in questo paragrafo emerge però che non sempre vengono raggiunti adeguati valori di attenuazione con soluzioni tecniche caratterizzate da una massa superficiale di 230 kg/m2, e, pertanto, il mero rispetto della prescrizione normativa, per quanto attiene la verifica della massa superficiale, non sempre assicura un’adeguata prestazione in termini di sfasamento e attenuazione. Inoltre, quando il Decreto afferma che è possibile individuare soluzioni alternative che assicurino le stesse prestazioni garantite da una massa superficiale di 230 kg/m2, non è chiaro quali siano queste prestazioni, dal momento che, a seconda dei materiali utilizzati (e quindi del loro valore di calore specifico, densità e conducibilità termica) e del modo di comporre la stratigrafia di involucro, si possono ottenere valori prestazionali molto diversificati. Anche la verifica della trasmittanza termica periodica è elemento di criticità, perchè strettamente relazionata al valore di trasmittanza (YIE = U.f). Di conseguenza, un unico valore di trasmittanza termica periodica a livello nazionale risulta penalizzante per il sud Italia e facilmente raggiungibile per il nord Italia. Infatti, nelle zone climatiche A e B le soluzioni tecniche stentano ad avere una trasmittanza termica periodica inferiore a 0,12 W/m2K anche quando hanno ottimi valori di sfasamento e attenuazione, a causa della trasmittanza alta. In queste regioni sarà sicuramente conveniente verificare di avere una massa superficiale di 230 kg/m3. Per contro, nelle zone climatiche E ed F, è sufficiente avere un fattore di attenuazione inferiore a 0,35 (e uno sfasamento di 8h circa) per ottenere una trasmittanza termica periodica inferiore a 0,12 W/m2K. Dal momento che la verifica della trasmittanza termica è già imposta, appariva più adeguata la verifica di un indicatore di inerzia termica (come lo sfasamento e l’attenuazione) piuttosto di un indicatore ancora una volta premiante RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 113 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti la trasmittanza termica, oppure poteva avere senso se si fosse imposta la verifica della trasmittanza termica periodica in tutte le località (e non solo per quelle con irradianza superiore a 290 W/m2). Si ritiene dunque importante la valutazione dei valori di sfasamento e attenuazione, oltre alle verifiche di legge. In generale, l’uso di soluzioni monostrato di almeno 30 cm garantisce sempre valori di attenuazione e sfasamento adeguati. Le soluzioni a cappotto permettono di raggiungere, con ridotti spessori della parete complessiva, valori elevati di resistenza termica, ma “erodendo” lo strato massivo e dunque riducendo le prestazioni di attenuazione e sfasamento. Risultano dunque poco adeguate per le zone climatiche A, B e C; possono essere utilizzate nelle zone D, E ed F, avendo l’accortezza di verificare che lo strato massivo interno sia comunque sufficiente a garantire valori di attenuazione e sfasamento opportuni (usando blocchi di almeno 25 cm di spessore). Le soluzioni a doppio a strato con isolante interposto spesso hanno valori di massa superficiale bassi e, di conseguenza, valori di sfasamento e attenuazione non soddisfacenti. In questi casi, l’utilizzo di un blocco di almeno 20 cm, come strato interno, consente di ottenere valori di attenuazione e sfasamento certamente interessanti. Anche nel caso di utilizzo del laterizio faccia a vista, che aumenta la massa superficiale in maniera ragguardevole, si riscontrano spesso valori di sfasamento inferiori alle 8 ore e valori di attenuazione superiori a 0,40; valori questi già considerati “limite”. In queste soluzioni, l’utilizzo di un blocco di almeno 17 cm, come strato interno, consente di ottenere valori di attenuazione e sfasamento adeguati. In generale, tutte le soluzioni proposte, che rispondono ai valori limite della zona climatica E, sono adeguate anche dal punto di vista dei valori di sfasamento e attenuazione. In questi casi occorre, piuttosto, fare attenzione a valori di sfasamento superiori a 16 ore: alcune soluzioni monostrato, superiori ai 45 cm e ai 350 kg/m2, infatti, sono caratterizzate da valori di sfasamento di circa 20 ore. I valori di sfasamento vanno calibrati all’interno del progetto in modo da spostare il picco di temperatura nelle ore in cui la temperatura esterna è inferiore. Per esempio, nel caso estivo occorre fare in modo che lo sfasamento sposti il picco di temperatura dall’ora di incidenza della radiazione solare sulla parete (al mattino se la parete è a est, al pomeriggio se la parete è esposta a ovest) all’ora più fresca notturna (le ore prima dell’alba). Questo significa che, per esempio, è opportuno che una parete esposta ad est abbia uno sfasamento di circa 16 ore e che una parete esposta ad ovest abbia uno sfasamento di circa 10 ore, mentre sfasamenti molto superiori possono spostare il picco in fasi della giornata con temperature già alte, non permettendo alla parete di “scaricare” il calore accumulato. Alcuni blocchi di “nuova generazione” a setti sottili, ideati per migliorare le prestazioni di isolamento termico, conciliano le caratteristiche di buoni valori di resistenza termica, ridotti spessori complessivi della parete, ottimi valori di sfasamento e attenuazione, pur con una massa superficiale che può risultare inferiore ai 230 kg/m2. 114 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.3 Soluzioni innovative ad alte prestazioni La necessità di realizzare soluzioni tecnico-costruttive ad alte prestazioni termiche, in relazione all’entrata in vigore del normativa sul risparmio energetico e all’affermazione sul mercato di una concorrenzialità legata alla costruzione di edifici caratterizzati da un elevato contenimento dei consumi energetici, ha profondamente modificato il settore delle costruzioni, sia nelle soluzioni progettuali di involucro, sia nell’offerta produttiva. Un primo percorso intrapreso dopo l’emanazione della normativa, legato all’uso di blocchi in laterizio già in commercio e senza particolari innovazioni di prodotto, ha riguardato l’introduzione di nuove soluzioni tecnico-costruttive a cappotto, oltre alla maggiore diffusione di soluzioni a doppio strato con intercapedine isolata (anziché a cassa vuota). La riduzione della trasmittanza termica dell’involucro richiesta dalla normativa è stata in una prima fase facilmente garantita dall’inserimento di strati di isolamento termico, con spessori sempre più elevati (per poter rientrare in “classi energetiche” più premianti); queste “nuove” soluzioni tecnologiche hanno comportato molti problemi di gestione da parte delle imprese di costruzione e dei progettisti, soprattutto in relazione alla soluzione dei ponti termici. Le soluzioni costruttive ad alte prestazioni termiche, infatti, richiedono una maggiore attenzione nella messa in opera: i materiali isolanti sono molto deteriorabili, generalmente maneggiati con scarsa cura in cantiere, spesso messi in opera in maniera non uniforme ad avvolgere l’involucro e dunque con risultati prestazionali poco efficaci. Il comparto del laterizio, tradizionalmente dominante in Italia come materiale per la realizzazione di involucri, ha affrontato la sfida del miglioramento delle prestazioni termiche puntando sulle specificità tecnico-realizzative e prestazionali che lo hanno da sempre caratterizzato come vincente, intervenendo positivamente sugli aspetti (legati soprattutto alla sua alta conducibilità termica) che lo penalizzavano nel confronto con altri materiali. Gli obiettivi della normativa energetica sono diventati un potente stimolo per il settore e hanno favorito la ricerca di nuove soluzioni tecnico-costruttive e lo sviluppo di prodotti innovativi ad alte prestazioni in grado di dare risposte adeguate alle specificità della condizione climatica e tecnico-costruttiva italiana. Un interessante percorso di innovazione di prodotto riguarda lo studio di geometrie migliorate dei blocchi forati, che ha portato alla realizzazione di elementi a setti sottili, i quali abbinano a una ridotta conducibilità termica elevati valori di sfasamento e ridotti valori di attenuazione. Le caratteristiche di isolamento termico del singolo elemento dipendono infatti dalla sua percentuale di foratura (ovviamente più il blocco è forato e “poroso”, maggiore è la sua capacità di isolare termicamente) e dalla geometria dei fori: l’aumento del numero di file di fori nella direzione perpendicolare al flusso termico migliora in modo determinante le prestazioni di isolamento, riducendo la conducibilità termica degli elementi. Un ulteriore percorso di innovazione riguarda l’integrazione del materiale isolante tra i blocchi in laterizio in soluzioni preassemblate. Si tratta di sistemi integrati costituiti da una parte resistente (blocco forato in laterizio interno) e una parte di rivestimento (blocco forato in laterizio esterno) con RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 115 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5 interposto del materiale isolante fissato meccanicamente tramite tasselli ai blocchi. Si viene così a formare, con un solo prodotto, una parete pluristrato isolata, mantenendo i vantaggi di velocità realizzativa delle soluzioni monostrato e fornendo, al contempo, una prestazione più elevata in termini di isolamento termico. Un percorso di innovazione simile nella concezione, ma diverso nel risultato, è la vera e propria integrazione del materiale isolante all’interno dei fori dei blocchi in laterizio. Si tratta di blocchi forati in laterizio la cui geometria presenta appositi fori nei quali, durante il processo produttivo o come ultima fase del processo produttivo, vengono inseriti materiali isolanti. In commercio, si possono trovare blocchi contenenti lana di roccia, sughero, polistirene, perlite espansa, grafite. Questi prodotti avanzati hanno costi superiori rispetto ai tradizionali blocchi in laterizio, ma si ripagano con il minor tempo necessario per la posa (quindi col minor costo di manodopera). Inoltre, hanno il vantaggio di evitare l’uso del cappotto, fornendo una soluzione sicuramente più durevole e più omogenea nella prestazione. Ulteriori percorsi si stanno delineano, anche se ancora sono in fase sperimentale e quindi non reperibili in commercio. Per esempio, l’inserimento nei fori degli elementi di PCM (materiali a cambiamento di fase) o coating riflettenti. Il trattamento delle cavità con rivestimenti e vernici basso-emissivi, capaci di bloccare le dispersioni di calore per irraggiamento (di gran lunga superiori alle perdite per conduzione e convezione), sembra che possa determinare benefici sia in inverno che in estate. Molte tuttavia sono le criticità ancora aperte da questi virtuosi percorsi di innovazione. Per esempio, il comportamento nel tempo di queste soluzioni accoppiate e “contaminate”: l’inserimento di materiali “altri” nel laterizio, se da un lato può consentire una maggiore stabilità ai materiali integrativi che si trovano in un ambiente “protetto”, solleva però il problema delle diverse curve temporali di decadimento prestazionale dei diversi materiali e l’impossibilità di poter operare una sostituzione. I materiali isolanti hanno infatti una durata notevolmente inferiore al laterizio e l’impossibilità di poter sostituire i materiali inglobati potrebbe comportare nel tempo una perdita prestazionale delle pareti costruite con questi sistemi. Inoltre, l’ibridazione dei materiali comporta la difficoltà di separare ambiti materici differenti al termine della vita utile dell’edificio e di poter dunque operare uno smaltimento selettivo, ostacolando il riciclaggio. In questo senso, soluzioni monomateriche, come i blocchi a setti sottili, sembrano al momento più affidabili e a minor impatto ambientale. Come sempre, la sperimentazione di nuovi prodotti richiede un periodo di verifica della bontà delle soluzioni individuate e di controllo delle prestazioni ottenute sul campo. 6 Fig. 1. Soluzioni doppio strato con isolante in intercapedine. Sopra la soluzione è composta da blocchi forati in laterizio porizzato rettificato da 8 cm e da 12 cm con interposto un pannello isolante in lana di vetro da 10 cm. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, garantisce una trasmittanza termica di 0,27 W/m2K. Sotto la soluzione è composta da forati leggeri in laterizio da 8 cm e da 12 cm con interposto un pannello isolante in lana di vetro da 10 cm. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, garantisce 1 2 3 4 116 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Fig. 2. Soluzioni doppio strato con isolante in intercapedine. Sopra la soluzione è composta da blocchi forati in laterizio porizzato rettificato da 8 cm e da 25 cm con interposto un pannello isolante in lana di roccia da 8 cm. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale da 1.5 cm, garantisce una trasmittanza termica di 0,25 W/m2K. Sotto la soluzione è composta da forati leggeri in laterizio da 8 cm e da blocchi forati in laterizio porizzato rettificato da 30 cm con interposto un pannello isolante in polistirene da 5 cm. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, garantisce una trasmittanza termica di 0,26 W/m2K (valori dichiarati dai produttori). Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti una trasmittanza termica di 0,28 W/m2K (valori dichiarati dai produttori). Questa soluzione però, essendo “leggera”, presenta bassi valori di sfasamento e alti valori di attenuazione, non garantendo adeguata inerzia termica a differenza delle soluzioni con blocchi forati. 7 Fig. 3. Blocco forato in laterizio porizzato e rettificato da 30 cm, con isolante a cappotto in polistirene espanso da 5 cm. La parete completa, con due strati di intonaco (tradizionale interno da 1,5 cm e plastico esterno da 0,8 cm), garantisce una trasmittanza termica di 0,27 W/m2K (valori dichiarati dai produttori). Fig. 4. Blocco forato in laterizio porizzato a setti sottili da 45 cm. Con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, la parete garantisce una trasmittanza termica di 0,299 W/m2K. La massa superficiale della parete è di 360 kg/m3; lo sfasamento è di 17 ore e l’attenuazione di 0,08 (valori dichiarati dai produttori). Fig. 5. Blocco forato in laterizio porizzato a setti sottili da 45 cm. Se il blocco non è rettificato, la parete completa, con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, garantisce una trasmittanza termica di 0,27 W/m2K. Se il blocco è rettificato, la parete completa, con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, garantisce una trasmittanza termica di 0,24 W/m2K. Nel caso di blocchi rettificati, se all’esterno viene utilizzato un intonaco termico da 4 cm è possibile ottenere una trasmittanza termica di 0,206 W/m2K. La massa superficiale della parete non intonacata (nel caso dei blocchi rettificati) è di 365 kg/m2; lo sfasamento è di 20 ore e l’attenuazione è di 0,04 (valori dichiarati dai produttori). 8 9 Fig. 6. Blocco forato in laterizio porizzato a setti sottili da 40 cm. Con due strati di intonaco tradizionale da 1,5 cm, la parete garantisce una trasmittanza termica di 0,31 W/m2K, con una massa frontale di 340 kg/m3 e 19 ore di sfasamento (valori dichiarati dai produttori). Fig. 7. Blocchi forati in laterizio porizzato da 24 cm e 12 cm, con interposto un pannello di materiale isolante in polistirene da 5 cm. Il sistema è preeassemblato e i blocchi sono fissati tra loro tramite tasselli. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale, garantisce una trasmittanza termica di 0,29 W/m2K (valori dichiarati dai produttori). 10 Fig. 8. Blocco forato in laterizio porizzato da 30 cm di spessore con inserti in polistirene. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale, garantisce una trasmittanza termica di 0,30 W/m2K (valori dichiarati dai produttori). Fig. 9. Blocchi forati in laterizio porizzato da 38 cm con inserti in polistirene e in sughero. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale, garantisce una trasmittanza termica di 0,24 W/m2K nel caso del polistirene e di 0,27 W/m2K nel caso del sughero (valori dichiarati dai produttori). Fig. 10. Blocco forato in laterizio porizzato da 30 cm di spessore con riempimento in perlite. La parete completa, con due strati di intonaco tradizionale, garantisce una trasmittanza termica di 0,28 W/m2K. Sono disponibili in commercio blocchi fino a 49 cm, con una trasmittanza termica complessiva di 0,18 W/m2K (valori dichiarati dai produttori). 11 Fig. 11. Blocco forato in laterizio porizzato da 30 cm con riempimento in lana di roccia. La trasmittanza della parete, con 2 cm di intonaco leggero all’esterno e 1 cm di intonaco calce o gesso all’interno, può raggiungere un valore di 0,25 W/m2K. La massa superficiale della parete intonacata è di 222 kg/m2 (valori dichiarati dai produttori). Fig. 12. Blocco forato riempito con materiale a cambiamento di fase (PCM). Il materiale a cambiamento di fase (PCM) è in grado di accumulare il calore latente e rilasciarlo con uno sfasamento di tempo, di ridurre le oscillazioni di temperatura all’interno degli ambienti e di garantire una elevata inerzia termica. I granuli di materiale sono contenuti in sacchetti onde evitare la dispersione. Si tratta di una tecnologia interessante, ma ancora poco applicabile per gli alti costi dei materiali PCM (paraffina, ecc.). RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 12 117 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.4 Il ruolo delle coperture per il risparmio energetico L’edificio, secondo quanto riportato nell’art. 2 del D. Lgs. 192/05, è descritto come un sistema costituito dalle strutture edilizie esterne che delimitano uno spazio di volume definito, dalle strutture interne che ripartiscono tale volume e da tutti gli impianti e dispositivi tecnologici che si trovano stabilmente al suo interno. Sono considerate come strutture edilizie d’involucro, non solo le chiusure verticali, ma anche le chiusure orizzontali o inclinate. Quando si considerano le chiusure verticali, ai fini della valutazione delle prestazioni termiche, si computa il contributo di ogni strato componente, da quello di finitura interno al rivestimento esterno: anche la prestazione di quest’ultimo incide sui consumi energetici e sul comfort interno all’edificio. Analogamente, nel caso delle coperture, queste, in quanto parti dell’involucro dell’edificio, devono essere considerate globalmente: parte strutturale e manto esterno compreso. Il D.Lgs. 192/05 e le disposizioni correttive ed integrative contenute nel successivo D.Lgs. 311/06 riportano i valori di trasmittanza termica da rispettare per le strutture opache orizzontali o inclinate, differenziati per zona climatica, ed i valori di trasmittanza per i pavimenti, ossia le chiusure orizzontali inferiori (vedi paragrafo 1.2). Tuttavia, è necessario precisare come comportarsi per rispettare i limiti di trasmittanza in due casi particolari, che coinvolgono le coperture, sui quali vanno fatte alcune precisazioni in relazione al: 1. caso di strutture inclinate opache come copertura di uno spazio abitato e riscaldato (vedi schema “primo caso”); 2. caso di strutture inclinate opache come chiusura di uno spazio non abitato e non riscaldato, che è a sua volta delimitato da un solaio che delimita un ambiente interno riscaldato (vedi schema “secondo caso”). Gli schemi seguenti riportano i valori di riferimento delle trasmittanze termiche che consentono di definire le stratigrafie delle chiusure esterne. Possibili interpretazioni del rispetto dei limiti di norma per coperture a falde inclinate. tabella 3.1 Coperture All. C E UNI EN ISO 6946 (2008) Prospetto 3 comma 5.4 U = 0,8 W/m2K Rif. All. I punto 7 E N.R. tabella 2.1 Strutture opache verticali All. C I Primo caso tabella 2.1 Strutture opache verticali All. C I Secondo caso (a). tabella 3.1 Coperture All. C tabella 2.1 Strutture opache verticali All. C tabella 3.1 Coperture All. C E N.R. I Secondo caso (b). Nel primo caso, ci si rifà alla tabella 3.1 per le coperture dell’allegato C del D.Lgs. n. 311/06. Nel secondo caso si presentano diverse procedure, frutto di interpretazioni possibili del D.Lgs. n. 311/06 e di norme cogenti: a. una prima possibilità (a) è di rifarsi, per l’ultimo solaio, alla tabella 3.1 relativa alle coperture dell’allegato C, assumendo per la copertura, fra locale non riscaldato e ambiente esterno, il valore di trasmittanza infe- 118 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Caratteristiche del tetto 1 Tetto a tegole senza feltro, pannelli o equivalenti 2 3 4 Tetto a lastre o tetto a tegole con feltro o pannelli o equivalenti sotto le tegole Come in 2 ma con rivestimento di alluminio o altro rivestimento a bassa emissività all’intradosso della copertura Tetto rivestito con pannelli e feltri RJ m2K/W 0,06 0,2 Valori di resistenza termica dei sottotetti secondo la norma UNI EN ISO 6946 (prospetto 3 al punto 5.4). 0,3 0,3 Nota - I valori del prospetto 3 comprendono la resistenza termica dell’intercapedine d’aria e la resistenza del tetto (pendente). Essi non comprendono la resistenza termica superficiale esterna (Rse). Le coperture con manto in laterizio Le scelte progettuali delle chiusure orizzontali (piane o inclinate), finalizzate all’isolamento termico e ad evitare il rischio di condensa, variano a seconda della loro posizione nell’edificio. Più specificamente, si possono distinguere tre casi: 1. solaio di copertura propriamente detto 2. solaio di copertura di altri ambienti non riscaldati 3. solaio su ambiente esterno in genere (calpestio di ambienti a sbalzo, solaio su pilotis, ecc.). La differenza sostanziale tra il primo caso e gli altri due è determinata dal fatto che il solaio di copertura necessita di una barriera impermeabilizzante che protegga le strutture dalle infiltrazioni di acque meteoriche; inoltre, è soggetto a forti sbalzi di temperatura superficiale, a causa della sua esposizione al sole (Laurìa, 2003). Gli interventi volti a incrementare le prestazioni termiche possono incidere notevolmente sul miglioramento del microclima interno, dell’inquinamento indoor e dei costi d’esercizio (conseguenti alla minore richiesta di potenza, sia per il riscaldamento invernale che per il raffrescamento estivo). Tra i numerosi modi per classificare le diverse coperture discontinue, la norma UNI 8627 utilizza come riferimento il relativo comportamento igrotermico, basato sul ruolo di due parametri: l’isolamento termico e la ventilazione. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 119 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti riore o uguale a 0,8 W/m2K, come specificato nell’allegato I al punto 7 del Decreto, in cui si specifica che tale valore deve essere rispettato dalle strutture edilizie di separazione tra edifici o unità immobiliari confinanti, nel rispetto dei requisiti acustici, e da tutte le strutture opache, verticali, orizzontali e inclinate che delimitano spazi non riscaldati con l’ambiente esterno; b. un’ulteriore procedura di riferimento (b) è quella di considerare l’ultimo solaio confinante con lo spazio non riscaldato e le falde inclinate come un pacchetto complesso, in cui lo spazio del sottotetto costituisca un’intercapedine d’aria. Per il valore di resistenza si assume, allora, la somma fra quella dell’ultimo solaio e il valore della resistenza di ambienti non riscaldati, riportato nella norma UNI EN ISO 6946:2008, Resistenza termica e trasmittanza termica - metodo di calcolo, di cui si riporta lo stralcio del prospetto 3 al punto 5.4. Il valore di resistenza termica risultante deve naturalmente rispettare i limiti previsti al punto 3.1 dell’Allegato C del Decreto. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Alcune soluzioni di copertura riferite agli schemi funzionali dei tetti in base al loro comportamento termoigrometrico: 1 - tetto non isolato e non ventilato; 2a,b – tetto non isolato e ventilato; 3 - tetto isolato non ventilato; 4a,b - tetto isolato e ventilato. 1 2a 2b 3 4a 4b Mentre l’isolamento termico ha lo scopo di controllare le dispersioni termiche in periodo invernale, attraverso la ventilazione si persegue l’obiettivo di ridurre il flusso termico entrante nel periodo estivo e di smaltire il vapore interno nel periodo invernale. La norma UNI 8627 definisce quattro schemi funzionali: 1. il tetto non isolato e non ventilato, in cui non sono previsti né lo strato termoisolante, né lo strato di ventilazione; 2. il tetto non isolato e ventilato, in cui è previsto solamente lo strato di ventilazione; 3. il tetto isolato e non ventilato (tetto ‘caldo’), in cui è previsto lo strato termoisolante mentre è assente lo strato di ventilazione; 4. il tetto isolato e ventilato (tetto ‘freddo’), in cui è previsto sia lo strato termoisolante, sia lo strato di ventilazione. Nelle coperture a falde (Lauria, 2003), effetti igrometrici benefici, anche se poco controllabili, possono essere conseguiti anche in assenza di specifici strati funzionali termoisolanti o di ventilazione per effetto della forma stessa del tetto (il volume d’aria del sottotetto, se non interessato da moti convettivi, può assolvere funzioni coibenti) o della sua caratterizzazione fisica (la circolazione d’aria nel sottotetto può essere garantita da una struttura portante discontinua). Occorre inoltre ricordare che anche le coperture prive di strato di ventilazione (schemi 1 e 3) devono sempre contemplare la presenza dello strato di micro-ventilazione, essenziale per garantire il corretto equilibrio igrotermico del manto. Da ciascun schema funzionale si possono ottenere diverse configurazioni, che danno luogo alle differenti possibilità di utilizzazione del sottotetto. Relativamente alla verifica delle prestazioni termoigrometriche per le coperture con manto in elementi di laterizio (coperture inclinate a falde, di tipo ventilato e non ventilato), il calcolo del contributo della ventilazione è oneroso e, in ogni caso, nel periodo invernale, essa non incide in maniera sostanziale, per cui lo strato di ventilazione potrebbe essere considerato come una camera d’aria statica. Tuttavia la ventilazione naturale, nel periodo estivo, potrebbe contribuire a migliorare la situazione di comfort interno, oltre a diminuire lo stress per gli 120 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti impianti di raffrescamento. Per il calcolo della trasmittanza termica di uno strato di aria statica, si fa riferimento ai valori di resistenza del prospetto 2 al punto 5.3.1, Intercapedine d’aria non ventilata, della norma UNI EN ISO 6946:2008. Generalmente viene trascurato il contributo della resistenza termica del manto di copertura, dal momento che si tratta di un manto discontinuo. Inerzia termica Il Decreto attuativo (DPR n. 59 del 2 aprile 2009) prevede che tutte le chiusure opache orizzontali e inclinate abbiano un valore del modulo di trasmittanza termica periodica (YIE) inferiore a 0,20 W/m2K. Integrazione degli impianti di produzione di energia termica ed elettrica nelle coperture Le coperture possono essere interessate dall’interfaccia con i sistemi tecnologici per la produzione di energia termica ed elettrica. Infatti, con l’entrata in vigore del D.Lgs. 192/05 e del D.Lgs. 311/06, con riferimento all’allegato I ai punti 12 e 13, si è reso obbligatorio, per tutte le categorie di edifici e nei casi di nuova costruzione o di nuova installazione di impianti termici o di ristrutturazione di impianti esistenti, l’utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione energetica; in particolare, queste devono coprire il 50% del fabbisogno annuo di energia primaria per la produzione di acqua calda sanitaria. Si precisa, inoltre, che per edifici di nuova costruzione o per edifici in ristrutturazione è obbligatoria l’installazione di impianti fotovoltaici per la produzione di energia elettrica, la cui potenza sarà definita da un apposito decreto ministeriale. Il 26 febbraio 2007 è stato, inoltre, emanato, dal Ministero dello Sviluppo Economico e dal Ministero dell’Economia e delle Finanze, il decreto attuativo sull’efficienza energetica in edilizia, in cui si ribadisce l’obbligatorietà del solare termico per il riscaldamento dell’acqua sanitaria e dell’impianto fotovoltaico per una quota del consumo energetico. In merito, viene suggerita, in prima battuta, l’opzione sul tetto piano e a falda. Tutto ciò fa presupporre uno sviluppo significativo del mercato del solare termico e del fotovoltaico, con l’installazione prevista da parte del Ministero competente di 400-500.000 m2 di pannelli solari l’anno, entro il 2009. Per poter comprendere l’ordine di grandezza che l’installazione di tali impianti comporta sui m2 di copertura, si riportano dei dati da letteratura sul dimensionamento medio di un impianto a energia solare, con la premessa che si tratta di valutazioni da considerare “di prima approssimazione”, poiché non è facile progettare correttamente tali impianti senza conoscere la località di installazione e la destinazione d’uso del fabbricato. Le regole generali di dimensionamento forniscono delle indicazioni di massima di questo ordine: 1,2 m2 di pannello solare per persona, per l’Italia settentrionale; 1 m2 per l’Italia centrale; 0,8 m2 per l’Italia meridionale; 50-70 litri di serbatoio per ogni metro quadrato di pannelli solari installati. Ad esempio, per una famiglia di 3-4 persone del nord Italia, occorre installare circa 4 m2 di pannelli solari e un serbatoio di circa 200-280 litri, mentre bastano circa 3,2 m2 di pannelli solari e 150-200 litri di serbatoio per la stessa famiglia di 4 persone nel sud Italia. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 121 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Modalità di passaggio del calore attraverso un solaio in latero-cemento: per conduzione attraverso i solidi in continuità; per conduzione, convezione e irraggiamento nelle zone di discontinuità dei materiali e di presenza di aria; flusso di calore attraverso i setti verticali continui. 122 Possibili soluzioni di copertura Un solaio in latero-cemento non è solo costituito dall’accostamento di “materiale omogeneo” o di strati omogenei, ma la sua struttura interna consta di almeno tre diversi materiali: il laterizio, l’acciaio e il calcestruzzo. I blocchi di laterizio presentano, inoltre, delle cavità di aria, per cui il flusso di calore che attraversa il solaio passa: –per conduzione attraverso i materiali solidi che permettono una continuità fisica da un ambiente all’altro (il calcestruzzo, il ferro ed i setti di laterizio); –per conduzione, convezione (a causa dei movimenti d’aria) e irraggiamento all’interno delle cavità dei blocchi. La forte diversità geometrica della struttura dei solai, inoltre, non permette di schematizzare gli strati come omogenei e, conseguentemente, di valutare il flusso termico con il metodo della parete multipla. Quindi, si ricorre, spesso, ad una grandezza di tipo globale, detta conduttanza “C” (paragrafo 2.3), definibile sperimentalmente oppure mediante calcoli agli elementi finiti secondo la UNI 10335. Il suo inverso costituisce la resistenza termica unitaria. I solai sono costituiti anche da una serie di strati di materiali diversi, con differenti funzioni (di isolamento termico, di sottofondo, di pavimentazione, di impermeabilizzazione, ecc.). La presenza di calcestruzzo, sia pur limitata rispetto al laterizio, influenza le caratteristiche termiche in modo rilevante. In particolare, i solai a doppio travetto di nervatura e quelli a lastra presentano un comportamento termico peggiore rispetto a quelli gettati in opera e a travetti prefabbricati e blocchi di laterizio interposti. Per il calcolo dei valori termici di progetto, si fa riferimento alle tabelle della norma UNI 10355, che riportano le resistenze termiche unitarie delle più diffuse tipologie di solaio in latero-cemento. Per ogni tipo di solaio sono indicati nella norma: –la descrizione della struttura; –la rappresentazione schematica del solaio e dell’elemento che lo compone (tipo di blocco); –la massa volumica del blocco (vuoto per pieno); –le dimensioni del blocco e la sua percentuale di foratura; –la densità o peso specifico per unità di superficie del solaio; –la resistenza termica unitaria riferita alla temperatura media di 20°C. Tali valori, inoltre, si riferiscono alla sola struttura di solaio e non includono né l’effetto degli intonaci, né quello dei coefficienti superficiali di scambio per convezione e radiazione. Si riportano di seguito alcune schede esemplificative del calcolo della trasmittanza termica per altrettante tipologie di coperture inclinate, realizzate su solaio in latero-cemento. Le resistenze termiche R delle soluzioni di copertura, inclinata, isolata e ventilata, sono state calcolate aggiungendo flusso di calore attraverso alle resistenze termiche del i setti verticali continui RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI PV = pressione vapore PS = pressione di vapore saturo T =temperatura Solaio di copertura inclinata in latero-cemento (blocco da 16 cm) con manto in laterizio E Massa superficiale (kg/m2) 223,9 Massa superiore senza intonaco (kg/m2) 201,4 U solaio (W/m2 K) 0,375 Capacità termica (kJ/m2 K) 193,3 (h) 5,72 Fattore di attenuazione 0,60 (W/m2K) 0,23 Sfasamento onda termica I sezione verticale Trasmittanza termica periodica Diagramma di Glaser Caratteristiche del solaio s l r m spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m 1/he 1 tegola piana 0,020 0,43 1200 25,71 2 intercapedine d’aria* 0,080 – – 193 3 isolante 0,080 0,04 80 3 4 solaio in latero-cemento** 0,180 – – – 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R del solaio trasmittanza termica U del solaio * regime stazionario ** valori termici da norma UNI10335 Soluzione tecnica 1 sp. 35,5 cm R resistenza 2 m K/W 0,04 0,05 0,14 2,00 0,30 0,03 0,11 2,67 0,375 m2K/W W/m2K 25 °C kPa 2.5 T Ps 2.0 1.5 20 15 10 Pv 1.0 5 0.5 0.0 0 1 2 3 4 5 Solaio di copertura inclinata in latero-cemento (blocco da 20 cm) con manto in laterizio E Massa superficiale (kg/m2) 254,9 Massa superiore senza intonaco (kg/m2) 232,4 U solaio (W/m2 K) 0,371 Capacità termica (kJ/m2 K) 219,7 (h) 6,49 Fattore di attenuazione 0,51 (W/m2K) 0,19 Sfasamento onda termica I sezione verticale U solaio RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Diagramma di Glaser Caratteristiche del solaio Soluzione tecnica 2 sp. 39,5 cm s l r m spessore conducibilità densità perm. vapore 3 Schema 1 m W/mK kg/m 1/he 1 tegola piana 0,020 0,43 1200 25,71 Schema 2 2 intercapedine d’aria* 0,080 – – 193 3 isolante 0,080 0,04 80 3 Schema 3 4 solaio in latero-cemento** 0,220 – – – 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 Schema 4 1/hi resistenza termica R del solaio trasmittanza termica U del solaio * regime stazionario ** valori termici da norma UNI10335 R resistenza 2 m K/W 0,04 0,05 0,14 2,00 0,33 0,03 0,11 2,70 0,371 m2K/W W/m2K 25 °C kPa 2.5 T Ps 2.0 1.5 20 15 10 Pv 1.0 5 0.5 0.0 0 1 2 3 4 5 123 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti solaio in latero-cemento, i cui valori fanno riferimento alle tabelle della norma UNI 10355, quelle relative agli intonaci e agli scambi superficiali di convezione e radiazione. L’obiettivo di tale schema non è tanto il soddisfacimento del valore limite di trasmittanza, che può essere ridotto tramite la collocazione di uno spessore maggiore di materiale isolante, quanto il ruolo della massa del solaio in laterocemento e delle tegole ai fini dell’attenuazione e dello sfasamento dell’onda termica esterna, soprattutto nel periodo estivo. Se si suppone che le temperature dei due ambienti (interno/esterno), separati dal solaio, rimangano costanti nel tempo, non si rappresenta la situazione E Massa superficiale (kg/m2) 271,9 Massa superiore senza intonaco (kg/m2) 249,4 U solaio (W/m2 K) Capacità termica (kJ/m2 K) 292,1 Sfasamento onda termica I sezione verticale PV = pressione vapore PS = pressione di vapore saturo T =temperatura 0,36 (h) 8,26 Fattore di attenuazione 0,32 (W/m2K) 0,12 Trasmittanza termica periodica Diagramma di Glaser Caratteristiche del solaio s l r m spessore conducibilità densità perm. vapore 3 m W/mK kg/m 1/he 1 tegola piana 0,020 0,43 1200 25,71 2 intercapedine d’aria* 0,080 – – 193 3 isolante 0,080 0,04 80 3 4 solaio in latero-cemento** 0,260 – – – 5 intonaco di calce e gesso 0,015 0,54 1500 18 1/hi resistenza termica R del solaio trasmittanza termica U del solaio * regime stazionario ** valori termici da norma UNI10335 Soluzione tecnica 3 sp. 43,5 cm Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Solaio di copertura inclinata in latero-cemento (blocco da 24 cm) con manto in laterizio R resistenza 2 m K/W 0,04 0,05 0,14 2,00 0,39 0,03 0,11 2,76 0,36 m2K/W W/m2K 25 °C kPa 2.5 T Ps 2.0 1.5 20 15 10 Pv 1.0 5 0.5 0.0 0 1 2 3 4 5 reale, poichè la temperatura esterna varia sensibilmente durante il giorno e le stagioni; così, pur mantenendo la temperatura interna il più possibile costante, grazie a un impianto di climatizzazione, questa può variare anche notevolmente nei periodi in cui l’impianto non è in funzione, ad esempio, durante la notte: l’involucro può rispondere in modo diverso a tali variazioni istantanee in funzione della sua inerzia termica. Il laterizio ed il calcestruzzo che compongono il solaio hanno un’ottima capacità di accumulo, sia per la loro massa, sia per il loro calore specifico. Ciò non si riscontra invece per i materiali leggeri a causa del ridotto valore della loro massa. Appare chiara, quindi, la necessità di porre molta attenzione ai solai esterni che, per la loro posizione, necessitano di una ottimizzazione di queste caratteristiche. Ancora una volta, emerge che sarebbe opportuno attribuire il maggiore spessore possibile al solaio che si viene a trovare in condizioni di frontiera. Ad una maggiore altezza del solaio corrisponde, infatti, a parità di altre condizioni, una minore trasmittanza con un maggior peso e quindi una maggiore capacità di accumulo. Questa soluzione è da preferirsi anche rispetto a quelle che prevedono, per ragioni statiche, il raddoppio della nervatura. Tali ultime soluzioni, infatti, pur offrendo una massa maggiore, e quindi una capacità di accumulo termico adeguata, presentano l’inconveniente di una ridotta resistenza termica, a causa della minore altezza e della maggiore conducibilità del calcestruzzo. Sempre per utilizzare al meglio la capacità di accumulo termico, è necessario fare in modo che la massa di accumulo si trovi alle maggiori temperature possibili. A parità di trasmittanza globale, nel caso in cui la massa è esposta verso temperature minori, la diversa distribuzione delle temperature determina un accumulo minore, con insufficiente capacità di smorzamento e sfasamento dell’onda termica. 124 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI È essenziale evitare in fase di esecuzione dell’opera alcune criticità, spesso sottovalutate nel progetto, che possono determinare la realizzazione di involucri mal funzionanti, non conformi o con comportamenti di isolamento termico ben differenti dalle previsioni progettuali. Si evidenzia, inoltre, come ogni fase necessiti di particolare attenzione e come debba sussistere un’interrelazione inscindibile fra di esse, ai fini di ottenere una prestazione ottimale delle chiusure esterne. Alla scala del sub-sistema delle chiusure verticali si è, finora, fatto riferimento al solo valore di trasmittanza termica di una porzione di involucro, supponendo che l’intero involucro sia uniforme. Il comportamento reale, e di conseguenza la quantificazione del fabbisogno energetico, può invece essere condizionato in modo significativo dall’accuratezza della messa in opera dei componenti, dalla presenza (o meno) di umidità indotta dalla esposizione della superficie muraria, dai ponti termici e dalle interfacce tra i diversi sub-sistemi e tra componenti in opera. Uno degli aspetti più problematici è la disomogeneità della prestazione termica dovuta all’interruzione dello sviluppo dell’involucro: spesso si presenta come uno squilibrio termico identificabile in corrispondenza dei pilastri, delle corree, delle travi, degli angoli, attorno ai serramenti, in prossimità dei cassonetti, degli oscuranti a tapparella e nei vani per l’alloggiamento dei caloriferi. Tali discontinuità (definite ponti termici) sono i punti a cui occorre prestare particolare attenzione progettuale. In un edificio, possono essere presenti ponti termici di tipo puntuale (nel caso, per esempio, degli ancoraggi metallici che forano lo strato di materiale isolante per fissarlo alla parte resistente della stratificazione), di tipo lineare (come sulla linea di interconnessione fra un balcone e la muratura), o di tipo superficiale (nel caso dei cassonetti sopra i serramenti). Si tratta di elementi responsabili di importanti perdite di calore che provocano: –un andamento del flusso termico in più direzioni, non solo dall’interno all’esterno, e una deviazione delle isoterme (linee virtuali con la stessa temperatura) che invece, nelle parti “omogenee”, hanno un andamento parallelo; –un aumento sensibile dei consumi; –un abbassamento delle temperature delle superfici interne dell’edificio con possibile innesco di condense e sicura riduzione del comfort abitativo. In realtà, l’ipotesi di un andamento parallelo delle isoterme in una parete non risulta mai corrispondente alla situazione in opera, poiché la parete non è mai completamente omogenea. Per esempio, nel caso di una parete in blocchi di laterizio – non costituita da una struttura omogenea, ma formata da setti di argilla cotta, cavità di aria, giunti in malta e intonaco – i ponti termici possono essere generati da diverse circostanze: RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Localizzazione dei ponti termici tipici in un edificio. Evidente ponte termico generato dalla mancanza di isolamento termico fra rivestimento esterno in laterizio pieno e il solaio in calcestruzzo. 125 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.5 Criticità nella realizzazione di soluzioni tecniche di involucro ad alte prestazioni Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti –disomogeneità termica dei materiali a contatto tra loro, con conduttività anche molto differenti, che compongono un sub-sistema dell’edificio (per esempio, la presenza di un pilastro di cemento armato in una parete di materiale diverso); –disomogeneità geometrica, nei casi in cui la superficie disperdente esterna è maggiore della superficie interna che delimita l’ambiente riscaldato (angoli di parete o incroci, ecc.). Nodo di interfaccia fra il muro di imposta della copertura e la stessa a falde: isolamento termico mancante sul coronamento della chiusura verticale. Nella maggior parte delle situazioni, coesistono inevitabili ponti termici dovuti a disomogeneità di materiali e di geometrie. Risulta fondamentale capire come correggere, nel calcolo delle dispersioni termiche, i valori di trasmittanza, considerando i contributi dei ponti termici. L’argomento è trattato dalla specifica normativa sul risparmio energetico (D.Lgs. 192/2005 e successivo D.Lgs. 311/2006) nell’allegato A, in cui si riporta una definizione di ponte termico e viene definito il fattore correttivo rispetto al valore di trasmittanza delle chiusure verticali. Quanto indicato nella normativa appare del tutto vago, dal momento che risulta difficile ricondurre tutte le situazioni di ponti termici presenti in un edificio a uno schema generico. Anzi, la definizione di “ponte termico” viene limitata ai nodi di interfaccia strutturali, ma, come appena visto, le discontinuità termiche esistono anche in altre circostanze di connessione fra parti termicamente disomogenee, non necessariamente strutturali. Tuttavia la norma non fornisce indicazioni sul calcolo della trasmittanza dei punti di interfaccia. In maniera semplificata, è possibile calcolare la dispersione di calore del ponte termico secondo la seguente formula: Q = U* A* (Ti−Te) + K L* (Ti−Te) dove: Q = quantità di calore dispersa nell’unità di tempo (W); U = trasmittanza della parete (W/m2K); A = area della superficie della parete (m2); (Ti - Te) = differenza di temperatura tra ambiente interno ed esterno (K); K = trasmittanza lineare (coefficiente lineico) del ponte termico (W/mK), di cui esistono dei valori tabellari; L = lunghezza del ponte termico (m). Definizione di ponte termico – Allegato A del D.Lgs. 192/2005 e s.m.i Il ponte termico è la discontinuità di isolamento termico che si può verificare in corrispondenza degli innesti di elementi strutturali (solai e pareti verticali, pareti verticali tra loro). Il ponte termico risulta corretto quando la trasmittanza termica della parete fittizia (il tratto di parete esterna in corrispondenza del ponte termico) non supera per più del 15% la trasmittanza termica della parete corrente. Ufittizia ≤ Uparete + (Uparete * 0,15) Se Uparete = 0,3 W/m2K allora Ufittizia deve essere minore del valore 0,345 W/m2K. Locale 1 Per parete fittizia si intende quella indicata nella figura accanto (rielaborazione di quanto indicato nel D.Lgs. n. 192/05 e s.m.i.). Locale 2 126 parete corrente Uparete parete fittizia Ufittizia ≤ Uparete + (Uparete.0,15) parete corrente Uparete RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Le perdite di calore dell’edificio, dovute ai ponti termici, possono raggiungere e superare il 20% delle dispersioni totali e possono essere causa di condensazione superficiale, di formazione di macchie e muffe, con il conseguente deterioramento delle parti costruttive e con sensibili penalizzazioni del comfort abitativo interno. È necessario, quindi, intervenire preventivamente, sia in fase progettuale, sia in fase di realizzazione, per assicurare una perfetta continuità dell’isolamento, per esempio, tra la parete perimetrale e la copertura. prima θsi θsi = 9,6 °C fRsi = 0,584 ψe= 0,295 W/(m.K) θe = -5 °C -4 °C -1 °C 3 °C 7 °C 11 °C 15 °C 18 °C θi = -20 °C La temperatura interna nell’angolo del soffitto è 9,6°C θsi dopo θe = -5 °C -4 °C -1 °C 3 °C 7 °C 11 °C 15 °C θsi 18 °C θsi = 15,8 °C θ = -20 °C fRsi = 0,832 i ψ = 0,021 W/(m.K) e La temperatura interna nell’angolo del soffitto è 15,8°C Nodo di connessione fra una chiusura verticale a doppia parete con intercapedine isolata e la copertura: correzione del ponte termico (θe = 5°C; θi = 20°C). Confronto delle isoterme prima e dopo la correzione (inserimento di materiale isolante in colore arancione). La scarsa corrispondenza fra il momento progettuale e il momento realizzativo rappresenta quasi sempre un grave problema: una scelta di prodotto espressa dal progetto difficilmente corrisponde, nella prassi attuale, a quanto viene poi messo realmente in opera. Il rischio è di focalizzarsi su calcoli onerosi, anche di una certa complessità, per definire al meglio le caratteristiche termiche di un edificio e dei suoi sub-sistemi, per poi vedere svanire le ipotesi a causa di una cattiva realizzazione, con prestazioni reali molto lontane da quelle ipotizzate. E’ vero che la produzione è sempre più orientata nella direzione dell’ottimizzazione di prodotto, ma nella realtà il problema sta altrove. La fase critica è la messa in opera, che richiede la capacità di rispettare poche regole precise per costruire a regola d’arte. Ad esempio, giunti verticali assemblati con fessure tra blocco e blocco, con la malta solo nei giunti orizzontali e non in quelli verticali, facendo riferimento ad una muratura, comportano un notevole abbassamento delle prestazioni attese. Errori o imprecisioni nella costruzione sono destinati a produrre inevitabilmente una notevole divaricazione tra i valori determinati attraverso il calcolo e quelli effettivi che si avranno in opera. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 127 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Ponte termico in adiacenza del cassonetto degli avvolgibili: da isolare sul lato esterno per impedire infiltrazioni d’aria e umidità. Sistema speciale di blocco in laterizio per cassonetti con elemento sagomato in materiale isolante. Il sistema prevede l’opzione con i fori dell’elemento riempiti di perlite per un miglior isolamento e il montaggio della cassetta della cinghia per la movimentazione degli avvolgibili in materiale isolante. Per esempio, una delle prime operazioni da compiere in cantiere è la cernita degli elementi difettosi presenti nella partita di prodotti, che vanno eliminati, soprattutto se destinati a murature portanti fortemente sollecitate. Vista la gamma delle tipologie di blocchi presenti sul mercato, gli addetti ai lavori dovrebbero essere a conoscenza delle modalità di messa in opera e delle differenze di posa fra elementi con fori in verticale o in orizzontale. Se i blocchi prevedono la posa con i fori in orizzontale, non è possibile prevedere cosa accada dal punto di vista prestazionale se l’assemblaggio di tali blocchi avviene con direzioni dei fori differenti da quelle previste. Messa in opera di blocchi non conformi. Messa in opera di elementi con errata giacitura dei fori. 128 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti In alcuni casi, l’incidenza dell’errore di messa in opera è elevata a tal punto che potrebbe essere paragonabile a un vero e proprio “buco nella parete”. Nella posa, ai fini dell’ottenimento di prestazioni termiche ottimali, bisogna prestare molta attenzione ai giunti di malta: un’esecuzione grossolana o un’omissione di giunto determina un grave degrado della prestazione termica delle chiusure esterne. Nel caso di blocchi normali, i giunti di malta orizzontali e verticali devono essere i più regolari possibile, di spessore compreso tra 5 e 15 mm ed essere riempiti fino alla superficie esterna; le eventuali sbavature verso l’esterno vanno subito eliminate. I giunti, inoltre, dovrebbero avere la stessa dimensione, corso dopo corso. Un’ottimizzazione delle prestazioni termiche può derivare dalla realizzazione del giunto di malta interrotto, anche di un solo centimetro: tale accorgimento può essere operato sia in presenza di murature portanti che di tamponamento. L’impiego di blocchi a incastro verticale consente di diminuire il rischio di errore e di messa in opera non conforme. I blocchi ad incastro rettificati in laterizio, che numerosi produttori italiani stanno proponendo, evitano ulteriormente i danni dovuti a una messa in opera scorretta e, soprattutto, diminuiscono le possibilità di disomogeneità termica fra elemento ed elemento, dato che il giunto da effettuare è solo quello orizzontale, di spessore di 1÷3 mm. Un’altra criticità di cantiere è la discontinuità prestazionale dovuta a riempimenti inadeguati dei vuoti per arrivare a completare la tessitura muraria: per esempio, tramite l’impiego di elementi di altra natura, blocchi o mattoni in laterizio normale, a fori orizzontali, o tramite il riempimento con cemento o malta dei buchi in esubero o il taglio e l’inserimento di pezzi di risulta. In sintesi, è possibile affermare che tendere verso un sistema di assemblaggio quasi a secco, anche nel settore dei laterizi (ad esempio, attraverso l’uso di blocchi rettificati), consente di avere un controllo maggiore a livello aziendale sulla qualità dei prodotti e una diminuzione del rischio di messa in opera non a regola d’arte, grazie alla riduzione delle operazioni in cantiere, che si riducono ad un accostamento in orizzontale e ad una applicazione di un sottile film di collante. Un ulteriore aspetto negativo che merita particolare attenzione è anche la mancanza di comunicazione e interrelazione fra gli attori del processo edilizio e la negligenza nei controlli per verificare se l’opera realizzata sia conforme a quanto previsto in progetto. Nel caso degli orizzontamenti (solaio alleggerito con blocchi in laterizio), si possono identificare quattro diverse zone interessate dalla disomogeneità di materiale e di forma e, pertanto, con possibili formazioni di ponti termici: a) le zone in corrispondenza dei fori del blocco (di solito si è in presenza di almeno tre file orizzontali di camere d’aria divise tra loro da setti orizzontali di laterizio); b) le zone costituite dai setti e dalle pareti verticali dei blocchi; c) le zone corrispondenti alle nervature di conglomerato con la presenza o meno del fondello in laterizio; d) le zone dove sono presenti dispositivi strutturali (travi o nervature di ripartizione). RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 129 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Il flusso termico che passa nelle zone di cui al punto a) è sensibilmente basso poiché limitato è il valore della conducibilità dell’aria presente fra i setti orizzontali. Il flusso termico che interessa le zone di tipo b), essendo queste continue, è senz’altro superiore, ma è pur sempre limitato, sia per il modesto valore della conducibilità termica del laterizio, sia per la limitata sezione interessata (in totale 8 ÷ 10 cm per ogni metro di sezione di solaio). Le zone di tipo c), invece, possono essere considerate dei veri e propri ponti termici in quanto comportano una variazione di materiale (calcestruzzo) che, pur costituendo una porzione modesta della sezione del solaio, ha una conducibilità più che doppia di quella dei blocchi in laterizio. Il fenomeno della “termoforesi” si manifesta con la “rigatura” dei soffitti con evidenziazione delle nervature: l’eterogeneità della temperatura superficiale interna favorisce depositi differenziati di polvere in corrispondenza dell’intradosso del solaio. ambiente freddo (T2) Ti Ti min ambiente caldo (T1) Una conseguenza diretta di questo succedersi continuo di zone a maggiore dispersione con zone caratterizzate da una più alta resistenza termica è il fenomeno cosiddetto di “termoforesi”, specialmente nei solai di copertura. La superficie interna di un solaio di copertura, o di separazione tra ambienti a temperatura diversa, in corrispondenza delle nervature o delle zone travi (ponti termici), di cui al punto d), avrà sicuramente una temperatura inferiore a quella delle zone limitrofe. Questa diversità di temperatura è sostanzialmente la causa di formazione differenziata di acqua di condensa. Con l’evaporazione successiva vi sarà un deposito delle particelle di pulviscolo in essa contenute, generando un effetto visibile di ombreggiatura di specifiche zone dell’intradosso. Il fenomeno può essere evitato solo assicurando una limitata differenza di resistenza termica fra i materiali contigui. Tale differenza si può quantificare attraverso il “fattore di eterogeneità termica”: g= T1 - ti,min T1 - ti dove: ti,min è la temperatura interna della zona più fredda; ti è la temperatura interna della zona adiacente, più calda; T1 è la temperatura dell’ambiente riscaldato. Per valori di “g” pari a 1,5÷2,0 il fenomeno non dovrebbe verificarsi. 130 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Alcune soluzioni tecniche di involucro presentate nel paragrafo 3.1 sono state analizzate anche dal punto di vista economico; in particolare, si è provveduto alla valutazione dei costi di costruzione (espressi in €/m2) per cinque differenti soluzioni costruttive (3 soluzioni monostrato e 2 a doppio strato), di pari trasmittanza, in tre differenti zone climatiche (E, D, B) e per quattro differenti tipologie di edificio (unifamiliare, a schiera, pluripiano, a torre) limitatamente alla zona climatica D. L’approccio seguito per la valutazione degli oneri di costruzione si basa sull’individuazione dei costi per opera compiuta da prezzario relativo alla zona climatica di indagine; di pari passo è stata svolta l’indagine sui prezzi dei materiali impiegati. Le tre zone climatiche prese in considerazione sono: la zona climatica E (da 2100 a 3000 GG) con valore limite di trasmittanza termica per chiusure verticali opache di 0,46 W/m2K (2006); la zona climatica D (da 1400 a 2100 GG) con valore limite di trasmittanza termica per chiusure verticali opache di 0,50 W/m2K; la zona climatica B (da 600 a 900 GG) con valore limite di trasmittanza termica per chiusure verticali opache di 0,64 W/m2K. Per la zona climatica E si è fatto riferimento al prezzario delle opere edili di Milano, per la D a quello di Roma, per la B a quello di Palermo. Dalla valutazione dei costi di costruzione delle diverse soluzioni di involucro in laterizio emerge, per la zona climatica E, che la soluzione costruttiva più costosa è la muratura a doppio strato con isolante in intercapedine, mentre quella meno costosa è la muratura monostrato con cappotto. costi di costruzione di pareti verticali in zone climatiche E D B 140 120 costo euro/m2 100 119,47 111,13 110,08 97,68 111,93 107,05 110,47 96,46 85,39 80 116,97 118,14 86,93 115,91 Confronto tra i costi di costruzione al m2 di soluzioni di involucro nelle zone climatiche E, D, B. 93,02 74,97 60 40 20 Zona climatica D (es. Roma) muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista tipologia costruttiva Zona climatica E (es. Milano) muratura doppio strato con isolante in intercapedine muratura monostrato con cappotto muratura monostrato con intonaco termico muratura monostrato intonacata 0 Zona climatica B (es. Palermo) Le differenze di costo al m2 tra le diverse soluzioni costruttive variano da circa 3 € (tra la muratura a doppio strato con isolante in intercapedine e la muratura a doppio strato con mattone faccia a vista) a circa 12 € (tra la muratura monostrato con cappotto e quella a doppio strato con isolante in RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 131 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.6 Valutazioni economiche di soluzioni tecniche di involucro costi di costruzione dell’involucro opaco in zona climatica D Confronto tra i costi di costruzione di superfici opache di diverse tipologie di edificio (zona climatica D). 600000 514618 542888 504904 479508 500000 371959 400000 costo euro 300000 200000 85802 36273 16772 15474 tipologia costruttiva dell’involucro tipologia unifamiliare tipologia a schiera tipologia pluripiano 92257 39001 16638 tamponamento leggero 87453 36970 muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista 63210 26722 11400 muratura doppio strato con isolante in intercapedine 0 34448 14696 muratura monostrato con cappotto 81487 100000 muratura monostrato intonacata Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti intercapedine). Il confronto dei prezzi nelle altre zone climatiche mette in evidenza la similarità degli andamenti tra le diverse soluzioni costruttive, con valori decrescenti dal nord al sud Italia. In particolare, i prezzi tra Roma e Milano sono quasi coincidenti, eccetto che per la soluzione monostrato con cappotto, la quale, sia a Roma che a Palermo, è molto meno costosa rispetto alle altre. E’ stata inoltre introdotta nella valutazione una soluzione di involucro leggero (costituita da materiale isolante e tamponamenti in fibrocemento e cartongesso), ed è emerso come questa sia la soluzione più costosa tra quelle prese in esame: circa 124 €/m2 per la zona climatica D. Valutato il costo di costruzione al metro quadrato (€/m2), è stato calcolato, stavolta solo per la zona climatica D, il costo di costruzione totale delle superfici opache di diverse tipologie di edificio: unifamiliare, a schiera, pluripiano, a torre. tipologia a torre Dal confronto dei costi di costruzione delle soluzioni di involucro prese in considerazione, per le diverse tipologie di edificio, emerge innanzitutto come le differenze di costo tra una soluzione di involucro e un’altra incidano molto di meno nell’edificio unifamiliare e nella tipologia a schiera, mentre sono più marcate nella tipologia pluripiano (con 20.000 € di differenza in più, tra la soluzione monostrato intonacata e la muratura a doppio strato, rispetto a quella monostrato con cappotto, e nell’ordine dei 30.000 € di differenza in più per il tamponamento leggero) e ancora più sensibili per la tipologia a torre. Nella tipologia unifamiliare, la differenza tra la tipologia monostrato e il tamponamento leggero è di circa 5.000 €, mentre la differenza tra muratura monostrato con cappotto, muratura a doppio strato e muratura monostrato intonacata (tutte e tre con costi simili) è di circa 3.000 €. In merito ai costi delle diverse soluzioni di involucro prese in considerazione, così come per i costi della soluzione al m2, quella economicamente più costosa risulta essere, dalle valutazioni effettuate, il tamponamento leggero, la meno costosa quella monostrato con cappotto; sono invece tra loro confrontabili i costi di costruzione dell’involucro a doppio strato con isolante in intercapedine e con isolante e rivestimento faccia a vista. 132 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti 5.7 Valutazione ambientale LCA di soluzioni tecniche di involucro Tra le informazioni tecniche che il progettista dovrebbe avere a disposizione per operare le proprie scelte progettuali, oltre alle verifiche del comportamento energetico (e quindi dei risparmi conseguibili durante la fase d’uso dell’edificio e delle condizioni di benessere termico garantite agli abitanti), oltre alla valutazione dei costi economici che le diverse scelte determinano, risulta importante anche considerare le ripercussioni ambientali di una scelta costruttiva rispetto a un’altra, valutate secondo l’analisi del ciclo di vita (LCA, Life Cycle Assessment). L’analisi ambientale è, infatti, finalizzata all’individuazione della soluzione più eco-efficiente tra diverse alternative tecniche, ossia quella a minor impatto ambientale, a parità di prestazioni. Presupposto fondamentale è quindi quello di mettere a confronto diverse alternative tecniche che soddisfino tutte la stessa qualità prestazionale. Individuare nella realtà la particolare condizione di “a parità di prestazione” è tutt’altro che semplice, poiché la maggior parte dei componenti ed elementi tecnici presenti in una costruzione assolvono a più prestazioni contemporaneamente. Per esempio, dovendo scegliere quello meno impattante tra due materiali chiamati a garantire all’interno della stratigrafia di chiusura verticale una certa prestazione di resistenza termica, occorre identificare quale sia il flusso di riferimento (quantità di materiale di riferimento, espressa in peso), da analizzare nella valutazione ambientale, che garantisca una “parità” di prestazione (unità funzionale). Occorre cioè definire lo spessore, per ciascun tipo di materiale, che assicuri la “parità” di resistenza termica, individuandone, di conseguenza, la “quantità” (in peso) impiegata in un metro quadrato. Ma può accadere che la quantità materica (unità funzionale) dei due tipi di prodotto, che garantisce la stessa prestazione di isolamento termico, non soddisfi però la stessa prestazione di isolamento acustico, di resistenza meccanica, di durabilità, ecc. Appare allora importante effettuare comparazioni calate nella specificità del singolo progetto, dove possa emergere l’effettiva “parità di prestazioni” dei prodotti analizzati, come sinergia delle prestazioni attese da quei componenti, in quella collocazione, all’interno di quel progetto. Questa attenzione nell’impostazione delle comparazioni ambientali risulta importante perchè occorre confrontare tipi di componenti e materiali “adatti” a quella specifica collocazione. Per esempio, la densità di un materiale isolante per rivestimenti a cappotto rispetto a un materiale isolante da collocare in intercapedine varia per la diversa resistenza meccanica necessaria alla specifica collocazione. Un possibile obiettivo di analisi ambientale può essere, dunque, volto a supportare la scelta tra due materiali alternativi, all’interno di una collocazione precisa in uno specifico progetto. Porre a paragone alternative materiche è però solo una delle possibilità di uso dell’analisi ambientale; un’altra possibilità è quella di confrontare diverse alternative tecnico-costruttive, dove non solo cambia l’ambito materico, ma anche le modalità di messa in opera. In questo caso, l’oggetto dell’indagine non è più propriamente il prodotto o il singolo componente, ma un sub-sistema RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 133 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti edilizio. Per esempio, potrebbero essere comparate due soluzioni tecnicocostruttive di chiusura verticale: una di tipo massivo e una di tipo leggero. Anche in questo caso diventa difficile definire l’unità funzionale come “parità di prestazioni”, poiché nel paragone tra soluzioni leggere e soluzioni massive sono proprio le diverse caratteristiche prestazionali a condizionare il bilancio complessivo: la leggerezza influisce sulle fasi di produzione, di cantiere e di dismissione, ma contribuisce in modo limitato al comfort e al risparmio energetico garantito dall’inerzia termica. Diventa, pertanto, difficile computare le diversità prestazionali, dirette o complementari (paragrafo 4.4), e risulta ancor più complesso tenere in considerazione il fatto che, per esempio, una muratura monostrato svolge un ruolo sia strutturale, sia di chiusura verticale. Un’altra modalità di confronto, particolarmente adatta al settore delle costruzioni, è la comparazione tra soluzioni tecnico-costruttive alternative anche all’interno dello stesso scenario materico (ad esempio, all’interno della vasta offerta delle soluzioni in laterizio), per individuare l’ottimizzazione d’uso di una certa tecnologia e la soluzione più eco-efficiente nelle diverse fasi del ciclo di vita, anche dal punto di vista della “quantità materica” impiegata. Una valutazione potrebbe riguardare, ad esempio, l’opportunità della prefabbricazione, piuttosto che dell’esecuzione in opera; l’alleggerimento materico o la pesantezza, ecc. In questo modo, si può cercare di comprendere le possibili ricadute, dal punto di vista ambientale, di alcuni attuali orientamenti volti al miglioramento prestazionale dei prodotti (laterizio porizzato invece che normale, aumento della foratura, assemblaggio a secco del sistema di rivestimento). Anche in questo caso, non è possibile generalizzare l’analisi, ma occorre adottare una valutazione correlata a situazioni e modi d’uso identificati e circoscritti a priori. L’incidenza del peso e della durata nelle analisi ambientali La valutazione ambientale del ciclo di vita LCA parte dalla definizione dell’unità funzionale, ossia dall’individuazione della “quantità” di materiale necessaria ad assolvere la prestazione. Emerge, da questo primo passaggio, l’incidenza del peso nella valutazione ambientale: chiaramente, un componente più pesante è già svantaggiato dal punto di vista ambientale rispetto a un componente leggero. Questo perchè uno degli oggetti di valutazione ambientale è, appunto, il consumo di materie prime; pertanto, un componente a elevata densità, e quindi pesante, ha probabilmente comportato un prelievo maggiore di risorse e darà luogo a una maggiore produzione di rifiuti a fine vita. Inoltre, richiederà una maggiore energia per le fasi trasporto-messa in opera-dismissione. Spesso, però, componenti “pesanti” assolvono a più prestazioni contemporaneamente (prestazione termica, acustica, portante), per cui è fondamentale cercare di operare paragoni che mettano a confronto soluzioni caratterizzate da prestazioni simili, se non identiche. Il vantaggio della leggerezza nelle valutazioni ambientali si contrappone spesso al vantaggio della maggiore durata, che solitamente caratterizza soluzioni massive. Mentre il peso è caratteristica nota e facilmente determinabile, molto più difficile è attribuire un periodo certo di vita utile ai materiali e ai componenti 134 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti edilizi. In realtà, la variabile tempo è determinante rispetto al tema della sostenibilità: per quanto un materiale sia impattante in fase di produzione e possa richiedere il consumo di una ingente quantità di materie prime ed energia, se la sua durata è notevole, i consumi ambientali si “diluiscono” in tale lunga vita, mentre un materiale a basso impatto, che però sia poco durevole richiederà continui cicli di produzione e sostituzione, rendendosi nel tempo più impattante. Si tratta quindi di progettare con attenzione e scegliere materiali e soluzioni costruttive caratterizzate da una durata coerente con quella prevista dal progetto. L’energia incorporata Sono disponibili indicatori semplificati rispetto alla valutazione LCA, ma ugualmente utili per comprendere le conseguenze di scelte progettuali lungo l’intero ciclo di vita dei prodotti che vanno a confluire nell’edificio. Per esempio, per conteggiare l’energia spesa nella fase di costruzione occorre conoscere anche quella utilizzata per la produzione di ogni singolo componente e/o materiale utilizzato, oltre che l’energia consumata dai macchinari, dal lavoro umano, ecc. Per semplificare la descrizione e il computo di tale energia “contenuta” nei materiali/componenti, viene introdotta la definizione di “energia incorporata” (embodied energy), come la quantità di energia non rinnovabile spesa per la realizzazione di una unità di materiale, componente o sistema, che può essere espressa in MJ/kg o MJ/m3. L’energia incorporata tiene conto delle seguenti fasi del processo edilizio: – estrazione dei materiali – trasporto dei materiali allo stabilimento di fabbricazione – fasi di lavorazione e produzione – trasporto al cantiere e messa in opera. L’energia incorporata è, dunque, un indicatore sintetico che permette di conoscere l’energia consumata da tutti i processi a monte della fase di uso di un edificio - dall’acquisizione delle materie prime alla messa in opera di ciascun componente - andando a includere i macchinari utilizzati in fase di estrazione delle materie prime, il processo di produzione dei componenti edilizi e il trasporto dei materiali. Un termine più adeguato per definire l’embodied energy è il cumulative energy demand, ossia la somma di tutta l’energia in ingresso nelle diverse fasi del processo costruttivo. Questo indicatore fornisce informazioni su fasi importanti del ciclo di vita, anche se non contempla la fase di dismissione e fine vita, permettendo di compiere anche comparazioni tra l’energia utilizzata per costruire l’edificio rispetto all’energia consumata durante l’uso. Spesso si è orientati a considerare solo i consumi energetici relativi alla fase d’uso degli edifici, trascurando l’energia che ogni processo di realizzazione “consuma” per produrre i componenti edilizi e per costruire l’edificio stesso. Dal momento che le costruzioni ad alto rendimento energetico hanno l’obiettivo di abbattere drasticamente i consumi energetici in fase d’uso attraverso l’adozione di soluzioni tecniche più performanti, occorre individuare quali siano RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 135 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti gli aumenti di energia determinati dalla “implementazione prestazionale” e dunque operare anche una verifica delle scelte attuate affinché le stesse non determinino un incremento dei consumi in fase di produzione e realizzazione dell’edificio, inficiando i benefici ambientali complessivi. Lo scopo dell’indicatore embodied energy è di rendere consapevoli in maniera immediata della quantità di energia “incorporata” negli edifici, stimolando operazioni di recupero o riciclaggio dei materiali al posto di operazioni di demolizione e ricostruzione. Va inoltre tenuto presente che le operazioni di manutenzione attuate durante la fase d’uso aumentano l’energia incorporata in un edificio e nei suoi componenti. Questo aspetto risulta particolarmente importante per valorizzare quei materiali che richiedono poca manutenzione e penalizzare quelli che richiedono frequenti cicli di manutenzione e sostituzione. Il processo di calcolo dell’embodied energy è complesso e coinvolge numerose fonti di dati. Esistono, però, in letteratura dati “medi” che possono essere utilizzati in una valutazione di larga massima. Un forte limite di questo indicatore è il fatto di prendere in considerazione solo gli aspetti legati al consumo di energia, trascurando altri fattori determinanti come il consumo di materie prime e di acqua e le emissioni inquinanti, tipicamente prese in considerazione in una valutazione LCA. Esso consente, tuttavia, di operare valutazioni “semplificate” che permettono, comunque, di esprimere un giudizio ambientale sulle scelte progettuali. pietra locale 0,79 MJ/kg blocchi in calcestruzzo 0,94 MJ/kg cemento cemento prefabbricato Valori tipici delle energie incorporate dei principali materiali edilizi (fonte: rielaborazione dati contenuti in Lawson, 1998). 1,3 MJ/kg 2 MJ/kg laterizio 2,5 MJ/kg isolante in cellulosa 3,3 MJ/kg cartongesso 6,1 MJ/kg alluminio riciclato 8,1 MJ/kg acciaio riciclato 8,9 MJ/kg plywood 10,4 MJ/kg isolante in legno mineralizzato 14,6 MJ/kg vetro 15,9 MJ/kg isolante in fibra di vetro acciaio zinco PVC rame isolante in polistirene alluminio 136 30,3 MJ/kg 32 MJ/kg 51 MJ/kg 70 MJ/kg 70,6 MJ/kg 117 MJ/kg 227 MJ/kg RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI La scelta tra soluzioni tecniche alternative può essere affrontata avendo due possibili obiettivi: da un lato, confrontare materiali o soluzioni tecniche alternativi, verificando anche il comportamento energetico in fase d’uso; dall’altro, cercare di individuare, all’interno della stessa soluzione tecnica, l’ottimizzazione quantitativa (in termini materici e di prestazione attesa) tra l’energia spesa in fase di produzione e realizzazione e l’energia spesa in fase d’uso dell’edificio. Relativamente al primo caso, nel seguito sono messe a confronto le soluzioni tecniche individuate nei paragrafi precedenti e sottoposte già a verifica dei consumi energetici in fase d’uso (vedi paragrafo 3.2), del comportamento in termini di comfort (vedi paragrafo 3.1) e la valutazione dei costi di costruzione (vedi paragrafo 5.6). Energia incorporata calcolata con dati di letteratura (Alcorn, 1998; Lawson, 1996; Venkatarama, Jagadish, 2003), a parità di trasmittanza termica U. Muratura monostrato Muratura monostrato Muratura doppio strato Muratura doppio strato intonacata con cappotto con isolante in intercapedinecon isolante in intercapedine e faccia a vista I I I I I E E E E E strato 1 strato 2 strato 3 strato 4 strato 5 TOTALE materiale intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso 0,015 0,015 0,015 0,015 spessore (m) densità (kg/m3) 1500 1500 1500 1500 peso a m2 (kg) 22,5 22,5 22,5 22,5 energia incorporata materiale (MJ/kg) 2,9 2,9 2,9 2,9 energia incorporata strato (MJ) 65,25 65,25 65,25 65,25 materiale muratura termolaterizio muratura termolaterizio muratura termolaterizio muratura termolaterizio 0,38 0,17 0,085 0,13 spessore (m) densità (kg/m3) 878 878 878 878 peso a m2 (kg) 333,64 149,26 74,63 114,14 energia incorporata materiale (MJ/kg) 2,5 2,5 2,5 2,5 energia incorporata strato (MJ) 834,1 373,15 186,575 285,35 materialeintonaco di calce e cemento isolante minerale isolante minerale isolante minerale 0,015 0,04 0,04 0,04 spessore (m) densità (kg/m3) 1800 80 80 80 peso a m2 (kg) 27 3,2 3,2 3,2 energia incorporata materiale (MJ/kg) 4,4 30,3 30,3 30,3 energia incorporata strato (MJ) 118,8 96,96 96,96 96,96 materiale intonaco plastico muratura termolaterizio laterizio faccia a vista 0,005 0,085 0,12 spessore (m) densità (kg/m3) 1000 878 1800 peso a m2 (kg) 5 74,63 216 energia incorporata materiale (MJ/kg) 4,4 2,5 7,2 energia incorporata strato (MJ) 22 186,575 1555,2 materiale intonaco di calce e cemento 0,015 spessore (m) 1800 densità (kg/m3) (kg) 27 peso a m2 4,4 energia incorporata materiale (MJ/kg) 118,8 energia incorporata strato (MJ) energia incorporata (MJ) 1018,16 557,36 654,16 2002,76 massa frontale kg/m2 Tamponamento leggero 383,14 179,96 201,96 355,84 cartongesso 0,026 900 23,4 6,1 142,74 isolante minerale 0,07 80 5,6 30,6 169,68 fibrocemento 0,013 1800 23,4 9,5 222,3 montanti in alluminio 0,001 2700 0,675 227 153,225 687,945 53,075 Tra le soluzioni tecniche monostrato per involucro, a parità di trasmittanza termica (considerando un 1 m2 di superficie), si evince, in prima approssima- RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 137 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Valutazione dell’energia incorporata di soluzioni tecniche alternative per la realizzazione di involucri Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti zione, che la soluzione a cappotto ha una minore energia incorporata, seguita da quelle a doppio strato e con tamponamento leggero, mentre la muratura monostrato e quella a doppio strato con faccia a vista presentano una energia incorporata piuttosto elevata. Il laterizio ha una densità (e quindi un peso) notevolmente superiore al materiale isolante e, dunque, viene penalizzato nel bilancio ambientale, nonostante la sua produzione sia meno “energivora” dei prodotti isolanti in fibra minerale. I materiali isolanti come il polistirene (a bassa densità e ridotto peso) hanno un’energia incorporata elevatissima, dovuta alle attività di estrazione, trasporto, lavorazione delle materie prime (petrolio) e produzione; ma, essendo leggeri, i pannelli isolanti hanno una ridotta incidenza sulla energia incorporata dell’intero edificio. Il laterizio, come noto, utilizza argilla, materia prima locale, ampiamente diffusa in Italia, con ridotti costi di estrazione e trasporto; più elevati, ma non eccessivi, sono i costi energetici per la cottura in forno dei prodotti; ma, essendo un materiale pesante, incide notevolmente sull’energia incorporata complessiva. La valutazione comparativa tiene conto del ruolo dei giunti di malta, che hanno un’energia incorporata molto simile all’energia incorporata del laterizio (Venkatarama, Jagadish, 2003), e dell’intonaco di finitura nelle soluzioni in laterizio, nonché dei montanti in alluminio e delle lastre di rivestimento della soluzione leggera in materiale isolante. L’energia incorporata dei montanti di alluminio è molto elevata, soprattutto se sono realizzati con alluminio primario (un notevole abbattimento si ha nel caso di alluminio riciclato). La soluzione monostrato e la soluzione in muratura a doppio strato con faccia a vista sono le più energivore, a causa soprattutto della notevole quantità di materiale impiegato (la massa frontale è di 383 kg/m2, nel caso della muratura monostrato, e di 355 kg/m2 nel caso della muratura a doppio strato con faccia a vista). Si tratta, però, di due soluzioni particolarmente performanti in termini di inerzia termica, che non è stata assunta come “prestazione di riferimento” al momento della comparazione, basata, invece, esclusivamente sulla “parità di trasmittanza termica”. Se però si reimpostano le assunzioni di partenza, ponendo l’inerzia termica come parametro da considerare, le altre soluzioni risultano decisamente penalizzate e quella costituita da tamponamento leggero si presenta come la meno performante. Le soluzioni monostrato e a doppio strato con faccia a vista sono, inoltre, le uniche due soluzioni caratterizzate da una massa frontale tale da consentire il rispetto dei valori imposti dal D.Lgs. 311/06 per le località con irradianza superiore ai 290 W/m2. Le soluzioni costituite da muratura a cappotto e da muratura a doppio strato con isolante in intercapedine sono le meno “energivore”, dal momento che riescono a contenere la quantità di “peso” di laterizio coinvolto. Anche la soluzione con tamponamento leggero è tra le meno energivore, dato che il materiale isolante ha un “peso” per m2 di parete di soli 5,6 kg, che rende molto contenuto il “flusso di riferimento”; per contro incidono molto, su tale soluzione tecnica, l’energia incorporata nei rivestimenti prefabbricati e nei montanti in alluminio. Queste valutazioni vanno messe in relazione non solo tra loro, ma anche e soprattutto con i risultati emergenti dalla valutazione dei consumi energetici durante la fase d’uso dell’edificio (ovviamente prendendo a riferimento non più l’energia incorporata in un metro quadrato di chiusura, ma l’energia incorporata 138 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Muratura monostrato Muratura monostrato Muratura doppio strato Muratura doppio strato intonacata con cappotto con isolante in intercapedinecon isolante in intercapedine e faccia a vista strato 1 strato 2 strato 3 strato 4 strato 5 TOTALE I I E E materiale intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso 0,015 0,015 spessore (m) volume (m3) 0,015 0,015 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 1584 energia incorporata strato (MJ) 23,76 23,76 materiale muratura termolaterizio muratura termolaterizio 0,38 0,17 spessore (m) volume (m3) 0,38 0,17 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1764 1764 energia incorporata strato (MJ) 670,32 299,88 materiale intonaco di calce e cemento isolante minerale 0,015 0,04 spessore (m) volume (m3) 0,015 0,04 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 2520 energia incorporata strato (MJ) 23,76 100,80 materiale intonaco plastico 0,005 spessore (m) volume (m3) 0,005 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 energia incorporata strato (MJ) 7,92 materiale spessore (m) volume (m3) energia incorporata materiale (MJ/m3) energia incorporata strato (MJ) energia incorporata (MJ) 717,84 432,36 Tamponamento leggero I I I E E E intonaco di calce e gesso intonaco di calce e gesso 0,015 0,015 0,015 0,015 1584 1584 23,76 23,76 muratura termolaterizio muratura termolaterizio 0,085 0,13 0,085 0,13 1764 1764 149,94 229,32 isolante minerale isolante minerale 0,04 0,04 0,04 0,04 2520 2520 100,80 100,80 muratura termolaterizio laterizio faccia a vista 0,085 0,12 0,005 0,12 1764 6228 149,94 747,36 intonaco di calce e cemento 0,015 0,015 1584 23,76 448,20 Occorre sottolineare, però, che la procedura Itaca ha due lacune, dovute a carenze di informazioni reperibili sull’argomento: non considera la durabilità dei materiali (sembra che tutti i materiali siano “estensibili” alla vita utile assunta per l’edificio) e trascura di computare gli interventi di manutenzione e sostituzione che si rendono necessari negli edifici di “lunga” durata, penalizzando, di fatto, materiali e componenti durevoli, che non ottengono sconti in tale valutazione. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 1101,24 cartongesso 0,026 0,026 1584 41,18 isolante minerale 0,07 0,07 2520 176,40 fibrocemento 0,013 0,013 1584 20,59 montanti in alluminio 0,001 0,00025 704700 176,17 414,34 Energia incorporata calcolata con dati forniti dal Protocollo Itaca (requisito 2.1.5. energia inglobata) a parità di trasmittanza termica U. 139 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti nell’intero perimetro delle chiusure verticali opache). Da questo confronto è possibile definire a quanti anni d’uso corrisponde l’energia già incorporata nell’edificio alla partenza. Anche il Protocollo Itaca, lo strumento messo a punto dalle Regioni per la certificazione energetico-ambientale degli edifici allo scopo di accedere a incentivi pubblici dietro una verifica della effettiva sostenibilità dei progetti, prende in considerazione il requisito dell’energia incorporata. Un aspetto interessante, introdotto dal Protocollo Itaca, è quello della “normalizzazione” delle energie incorporate in funzione dell’aspettativa di vita utile dell’edificio. La scelta dei materiali adeguati deve, infatti, essere relazionata alla durata prevista. In questo modo, si stimola la realizzazione di edifici durevoli: per abbassare gli impatti occorre puntare su una aspettativa di vita “lunga” che diluisca, nella normalizzazione, le energie incorporate immesse all’atto di costruzione. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Scheda di valutazione del requisito del Protocollo Itaca relativo all’energia inglobata Requisito 2.1.5 - Energia inglobata Area di Valutazione: 2. Consumo di risorse Esigenza: diminuire il consumo di energia primaria inglobata nei materiali da costruzione. Categoria di requisito: 2.1. Consumi energetici Indicatore di prestazione: energia inglobata normalizzata per il ciclo di vita dell’edificio (anni). Unità di misura: MJ/m2 anno. Metodi e strumenti di verifica: inventario dei materiali da costruzione, valutazione dell’energia inglobata complessiva nell’edificio, calcolo del rapporto tra l’energia inglobata e la superficie utile dell’edificio. Il risultato del rapporto deve essere normalizzato per la durata della vita dell’edificio. Il contenuto di energia primaria (CEP) indica la quantità di energia impiegata per la produzione, la lavorazione ed i relativi trasporti di un materiale, inclusa quella necessaria all’estrazione delle materie prime. Non esiste un metodo di calcolo standardizzato e pertanto i valori (Tabella 1) riportati nelle pubblicazioni possono variare: alcuni si riferiscono solo all’energia impiegata nella produzione ed i valori forniti dai produttori non sempre sono attendibili. Esempio 1 m3 di calcestruzzo ha un contenuto di energia primaria pari a: 1 (m3) x 500 (kWh/m3) x 3.600 = 1.800.000 (kWsec = kJ)/1.000 = 1.800 (MJ) che va normalizzato per la vita media di un edificio (valutato in 100 anni) = 18 MJ e moltiplicato per il volume del calcestruzzo dell’edificio e diviso per i metri quadrati della superficie utile. Strategie di riferimento: impiego razionale di materiali a basso contenuto di energia pimaria. Tabella 1 Materiale kWh/m3 Metalli Acciaio Alluminio Ferro Piombo Rame Materiali inerti Argilla, terra cruda 0-30 Blocchi di calce e di sabbia 440 Blocchi di argilla espansa 645 Calcestruzzo (non armato) 500 Calcestruzzo armato 2.770-3.200 Calcestruzzo cellulare (gasbeton) 300-440 Laterizio pieno 1.140-1.360 Laterizio forato 590-1.040 Laterizio porizzato 490 Laterizio (clinker) 1.730 Laterizio (tegole) 1.150 Vetro (lastre per finestre) 15.000 Materiali termoisolanti Argilla espansa (granulato) 370-430 Fibre di cellulosa (fiocchi) 100-190 Fibre di cocco (materassini) 95 Lana di pecora (materassini) Poco Lana di roccia (materassini) 270-700 Lana di vetro (materassini) 270-500 Pannelli in fibre di legno morbidi 590-785 Pannelli in paglia 30 Pannelli di legno mineralizzato 700-800 Perlite espansa (granulato) 225 Pannelli di polistirene espanso (EPS) 600-700 Pannelli di polistirene estruso (XPS) 600-800 Pannelli di poliuretano (PUR) 1.140-1.330 Sughero espanso (granulato) 180 Vetro cellulare 750-975 Materie plastiche Polietilene (PE) Polipropilene (PP) Poliuretano (PU) PVC Legno e affini Legno (europeo) conifere 470 Legno (europeo) latifoglie 750 Legno lamellare 1.150 Pannelli in fibre di legno (morbidi) 590-785 Pannelli in fibre di legno (medi) 350-800 Pannelli truciolati 800-1.100 Scala di prestazione: 140 Prestazione quantitativa > 92 MJ/m2 anno 90 < MJ/m2 anno ≤ 92 88 < MJ/m2 anno ≤ 90 86 < MJ/m2 anno ≤ 88 84 < MJ/m2 anno ≤ 86 82 < MJ/m2 anno ≤ 84 80 < MJ/m2 anno ≤ 82 ≤ 80 MJ/m2 anno kWh/t 9.000 72.500 3.500 10.000 15.000 20.800 20.000 27.800 14.200 Punteggio -2 -1 0 1 2 3 4 5 Punteggio raggiunto (*) RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI Muratura monostrato intonacata I sostituzione intonaci ogni 25 anni 1018 MJ E Muratura monostrato con cappotto I E Muratura doppio strato con intonaco in intercapedine I sostituzione cappotto ogni 25 anni 557 MJ Energia incorporata calcolata in base alle esigenze di manutenzione nell’arco di vita di 100 anni dell’edificio, a parità di trasmittanza termica U. sostituzione intonaci ogni 25 anni 654 MJ E Muratura doppio strato con intonaco in intercapedine e faccia a vista I 2002 MJ E Tamponamento leggero I sostituzione totale ogni 25 anni 688 MJ E RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 141 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti La variabile tempo e la durata sono fattori non trascurabili, anche in un indicatore come l’energia incorporata, che “fotografa” la situazione all’atto della costruzione senza formulare previsioni sulla fase d’uso. Eppure, le questioni relative alla durabilità dei materiali e agli interventi di manutenzione e sostituzione sono ancora trascurate, compromettendo, di fatto, l’efficacia e la validità del risultato che emerge dalle valutazioni svolte. Per cercare di restituire una maggiore equità alla comparazione, è necessario introdurre una valutazione delle energie incorporate che tenga conto anche del tempo. La questione della “durata” dell’edificio è fondamentale per operare scelte coerenti anche dal punto di vista ambientale. È evidente che se un edificio viene progettato per usi temporanei e con una aspettativa di vita di 25 anni, risultano vantaggiose le soluzioni leggere, reversibili e con una ridotta energia incorporata. Ma se un edificio viene progettato per un uso prolungato e con una aspettativa di vita di almeno 100 anni (come avviene spesso nel settore residenziale), risultano vantaggiose soluzioni durevoli e che richiedono una ridotta manutenzione, anche se “pesanti” e con una consistente energia incorporata. Supponendo di considerare un edificio residenziale con una durata “attesa” di 100 anni, probabilmente, in tale arco di tempo, occorreranno degli interventi manutentivi sull’edificio, che andranno a incidere in maniera diversa sulle diverse soluzioni tecniche. Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti È stata assunta in tal senso l’ipotesi di dover intervenire con una sostituzione ogni 25 anni sugli intonaci di rivestimento nelle soluzioni in laterizio, di non dover intervenire mai sulla soluzione faccia a vista (si trascura la pulizia, equiparandola alla ripittura delle soluzioni intonacate, anch’essa trascurata), con una sostituzione ogni 25 anni sull’isolante della soluzione a cappotto e con una sostituzione complessiva ogni 25 anni della soluzione con tamponamento leggero. Da questa valutazione, “pesata” rispetto alla durata, scaturisce uno scenario delle energie incorporate notevolmente differente, che rende la soluzione leggera più impattante, sul lungo periodo, a causa delle sostituzioni che si rendono necessarie. Le soluzioni a cappotto e a doppio strato con isolante in intercapedine rimangono le meno impattanti (anche se non è stato valutato il degrado del materiale isolante in intercapedine e l’eventuale necessità di una sostituzione per questa soluzione). E’ bene, comunque, precisare che si tratta di valutazioni effettuate con dati di letteratura e con assunzioni molto approssimative: l’intenzione è di delineare un quadro di orientamento, senza la volontà di rendere “assoluti” i dati presentati. Si è detto, all’inizio del paragrafo, che una seconda modalità di valutazione può essere volta ad ottimizzare la soluzione tecnica di involucro nell’abbinamento materico tra laterizio e materiale isolante. L’indicatore preso in considerazione è sempre l’embodied energy, a “parità di trasmittanza termica” (nel caso in esame, U=0,50 W/m2K). Energia incorporata calcolata con dati di letteratura (Alcorn, 1998; Lawson, 1996; Venkatarama, Jagadish, 2003), a parità di trasmittanza termica U. A B C D E F G E E E E E E I I I I I I E I strato 1 materiale inton. calce e cemento intonaco plastico intonaco plastico intonaco plastico intonaco plastico intonaco plastico 0,015 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 spessore (m) densità (kg/m3) 1800 1000 1000 1000 1000 1000 peso a m2 (kg) 27 5 5 5 5 5 energia incorporata materiale (MJ/kg) 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 energia incorporata strato (MJ) 118,8 22 22 22 22 22 isolante minerale isolante minerale isolante minerale isolante minerale isolante minerale strato 2 materiale 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 spessore (m) densità (kg/m3) 80 80 80 80 80 peso a m2 (kg) 1,6 2,4 3,2 4 4 energia incorporata materiale (MJ/kg) 30,3 30,3 30,3 30,3 30,3 energia incorporata strato (MJ) 0 48,48 72,72 96,96 121,2 145,44 murat. termolaterizio murat. termolaterizio murat. termolaterizio murat. termolaterizio murat. termolaterizio murat. termolaterizio strato 3 materiale 0,33 0,27 0,22 0,17 0,12 0,06 spessore (m) densità (kg/m3) 878 878 878 878 878 878 peso a m2 (kg) 289,74 237,06 193,16 149,26 105,36 52,68 energia incorporata materiale (MJ/kg) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 energia incorporata strato (MJ) 724,35 592,65 482,9 372,15 263,4 131,7 strato 4 materiale intonaco calce e gesso inton. calce e gesso inton. calce e gesso inton. calce e gesso inton. calce e gesso inton. calce e gesso 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 spessore (m) densità (kg/m3) 1500 1500 1500 1500 1500 1500 peso a m2 (kg) 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 energia incorporata materiale (MJ/kg) 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 energia incorporata strato (MJ) 65,25 65,25 65,25 65,25 65,25 65,25 fibrocemento 0,013 1800 23,4 6 140,4 isolante minerale 0,07 80 5,6 30,3 169,69 montanti alluminio 0,01 2700 0,675 227 153,225 cartongesso 0,026 900 23,4 6,1 142,74 TOTALE energia incorporata (MJ) 908,4 728,38 642,87 557,36 471,85 384,39 606,045 massa frontale kg/m2 339 266 223 180 137 85 53 142 RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI A B C Energia incorporata calcolata con dati forniti dal Protocollo Itaca (requisito 2.1.5. energia inglobata), a parità di trasmittanza termica U. D E F E E E E E E G E I I I I I I I strato 1 strato 2 strato 3 strato 4 materialeinton. calce e cemento intonaco plastico intonaco plastico intonaco plastico intonaco plastico intonaco plastico fibrocemento 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,013 spessore (m) volume (m3) 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,013 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 1584 1584 1584 1584 1584 1584 energia incorporata strato (MJ) 23,76 23,76 23,76 23,76 23,76 23,76 20,59 materiale isolante minerale isolante minerale isolante minerale isolante minerale isolante minerale isolante minerale 0,02 0,03 0,13 0,04 0,06 0,07 spessore (m) volume (m3) 0,02 0,03 0,13 0,04 0,06 0,07 2520 2520 2520 2520 2520 2520 energia incorporata materiale (MJ/m3) energia incorporata strato (MJ) 0 50,40 75,60 100,80 126,00 151,20 176,40 materiale murat. termolaterizio murat. termolaterizio murat. termolateriziomurat. termolaterizio murat. termolaterizio murat. termolaterizio montanti in alluminio 0,33 0,27 0,22 0,17 0,12 0,06 0,001 spessore (m) volume (m3) 0,33 0,27 0,22 0,17 0,12 0,06 0,00025 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1764 1764 1764 1764 1764 1764 704700 energia incorporata strato (MJ) 582,12 476,28 388,08 299,88 211,68 105,84 176,17 materialeintonaco calce e gesso intonaco calce e gessointonaco calce e gessointonaco calce e gesso intonaco calce e gesso intonaco calce e gesso cartongesso 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,026 spessore (m) volume (m3) 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,026 energia incorporata materiale (MJ/m3) 1584 1584 1584 1584 1584 1584 1584 energia incorporata strato (MJ) 23,76 23,76 23,76 23,76 23,76 23,76 41,18 TOTALE energia incorporata (MJ) 629,64 574,20 511,20 448,20 385,20 304,66 414,34 massa frontale kg/m2 339 266 223 180 137 85 53 Va sottolineato che i dati di letteratura presi a riferimento sono sicuramente penalizzanti rispetto a “situazioni locali”, specifiche, virtuose. Per esempio, alcuni studi condotti in Italia sui prodotti in laterizio hanno evidenziato una energia incorporata del laterizio compresa tra 1,6 e 1,8 MJ/kg, rispetto al dato di 2,5 MJ/kg tratto da letteratura e assunto nelle valutazioni precedentemente esposte. L’accessibilità e la diffusione di informazioni ambientali messe a disposizione da parte dei produttori tramite etichette ambientali, come l’Environmental Product Declaration (EPD), potrebbero sicuramente valorizzare i prodotti con bilancio favorevole. Molto c’è ancora da fare su questo versante. Sicuramente una valutazione ambientale del ciclo di vita dovrebbe comprendere anche altri indicatori, oltre all’energia incorporata. Insomma, si auspica che diventino sempre più alla portata del progettista i risultati di valutazioni ambientali come quelle derivanti dal Life Cycle Assessment. Solo allora sarà possibile pensare ad edifici qualitativamente performanti, sicuri, confortevoli e garantiti nel tempo. RACCOMANDAZIONI PER LA PROGETTAZIONE DI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI 143 Le soluzioni di involucro per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti Questa comparazione è finalizzata a individuare il punto di minor carico ambientale (minor energia incorporata), ottimizzando la stratigrafia analizzata. Ovviamente questo indicatore deve essere messo in relazione anche alle diverse prestazioni offerte dalle stratigrafie analizzate (come illustrato nel paragrafo 3.1). In generale, si evince che le soluzioni a minor energia inglobata sono le soluzioni D-E-F. Le soluzioni A e B sono le più energivore, ma sono anche quelle caratterizzate da una elevata massa frontale che consente di rispettare i valori imposti dal D.Lgs. 311/06 per le località con irradianza superiore ai 290 W/m2. Riferimenti bibliografici Riferimenti bibliografici Alcorn A., Wood P., “New Zealand building materials embodied energy coefficient database”, vol. II, ed. 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