Criteri per il calcolo con la norma UNI 11300

UNI/TS 11300
Il certificatore energetico in edilizia
CRITERI PER IL CALCOLO
DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA
DI PROGETTO
SECONDO LE UNI TS 11300
Dott. Ing. Alberto Muscio
DIMeC – Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile
Università degli studi di Modena e Reggio Emilia
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
Normativa
tecnica
Legislazione
nazionale
Legislazione
europea
PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI
Direttiva
2002/91/CE
Legge n. 373/1976
Legge n. 10/1991
D.M. 06/08/1994
(recepimento norme UNI)
UNI 10344, 10348
UNI 7357
Dott. Ing. Alberto Muscio
(10376, 10379, 10389,
10345, 10347, 10348,
10349, 10351, 10355)
D.Lgs. n. 192/2005
D.Lgs. n. 311/2006
D.Lgs. n. 115/2008
Rinvio
alle norme tecniche
(D.Lgs. n. 192/2005 All. M)
e alle UNI TS 11300
(D.Lgs. n. 115/2008)
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UNI/TS 11300
UNI TS 11300 e D.Lgs. N. 115/2008
Allegato III
(previsto dall'articolo 18, comma 6)
METODOLOGIE DI CALCOLO E REQUISITI DEI SOGGETTI PER L'ESECUZIONE DELLE DIAGNOSI
ENERGETICHE E LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
1. Metodologie di calcolo della prestazione energetica degli edifici e degli impianti.
1. Per le metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici si adottano le seguenti norme
tecniche nazionali e loro successive modificazioni:
a) UNI TS 11300 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: determinazione del fabbisogno di
energia termica dell'edifico per la climatizzazione estiva ed invernale;
b) UNI TS 11300 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2-1: determinazione del fabbisogno di
energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e la produzione di acqua calda
sanitaria nel caso di utilizzo dei combustibili fossili;
c) UNI TS 11300 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2-2: determinazione del fabbisogno di
energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e la produzione di acqua calda
sanitaria nel caso di:
1) utilizzo di energie rinnovabili (solare-termico, solare fotovoltaico, bio-masse);
2) utilizzo di altri sistemi di generazione (cogenerazione, teleriscaldamento, pompe di calore
elettriche e a gas).
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PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI
La prestazione del sistema edificio-impianto è il risultato delle prestazioni delle sue singole parti,
articolate come segue:
fabbisogno di energia termica per il riscaldamento e il raffrescamento ambiente
⇒ UNI TS 11300-1
rendimento e fabbisogno di energia primaria degli impianti di climatizzazione invernale
⇒ UNI TS 11300-2
fabbisogno di energia termica, rendimento e fabbisogno di energia primaria per la produzione di
acqua calda sanitaria ⇒ UNI TS 11300-2
rendimento e il fabbisogno di energia primaria degli impianti di climatizzazione estiva
⇒ UNI TS 11300-3 (in preparazione)
risparmio di energia primaria ottenibile utilizzando energie rinnovabili ed altri metodi di
generazione per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria
⇒ UNI TS 11300-4 (in preparazione)
Aspetti non ancora, o non direttamente, o non completamente compresi dalle varie parti della UNI TS
11300 vanno affrontati facendo riferimento alle specifiche norme UNI, EN e ISO (ad es. le UNI EN ISO
6946, 10077-1, 13370, 13789, 13790, 14683 per il calcolo di dispersioni e fabbisogni, la UNI 10349 per
i parametri climatici, le UNI 10351 e 10355 e la UNI EN 1745 per le proprietà termofisiche dei
materiali).
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UNI/TS 11300
TIPO DI VALUTAZIONE
(UNI TS 11300-1 e UNI EN ISO 13790:2008)
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TIPO DI VALUTAZIONE ENERGETICA
(UNI TS 11300-2)
A)
B)
Valutazione di calcolo: prevede il calcolo del fabbisogno energetico e si differenzia in:
A1) Valutazione di progetto: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati di progetto; per le
modalità di occupazione e di utilizzo dell'edificio e dell'impianto si assumono valori
convenzionali di riferimento. Questa valutazione è eseguita in regime di funzionamento
continuo.
A2) Valutazione standard: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati relativi all'edificio e
all'impianto reale, come costruito; per le modalità di occupazione e di utilizzo dell'edificio e
dell'impianto si assumono valori convenzionali di riferimento. Questa valutazione è eseguita in
regime di funzionamento continuo.
A3) Valutazione in condizioni effettive di utilizzo: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati
relativi all'edificio e all'impianto reale, come costruito; per le modalità di occupazione e di
utilizzo dell'edificio e dell'impianto si assumono valori effettivi di funzionamento (per esempio,
in caso di diagnosi energetiche). Questa valutazione è eseguita nelle condizioni effettive di
intermittenza dell'impianto.
Valutazione basata sul rilievo dei consumi con modalità standard.
Per la diagnosi energetica si può procedere con la valutazione A3) integrata con il rilievo dei consumi,
purché corretti in funzione del periodo di tempo monitorato.
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OBIETTIVO: CALCOLO DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA
(D.Lgs. n. 192/2005 e s.m.i.)
Art. 2 (Definizioni)
1. Ai fini del presente decreto si definisce:
c)
[…]
“prestazione energetica, efficienza energetica ovvero rendimento di un edificio” è 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 e 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;
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INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA
(D.Lgs. n. 192/2005 e s.m.i.)
Allegato A (Ulteriori definizioni)
16.
17.
37.
[…]
indice di prestazione energetica EP parziale esprime il consumo di energia primaria parziale
riferito ad un singolo uso energetico dell’edificio (a titolo d’esempio: alla sola climatizzazione
invernale e/o alla climatizzazione estiva e/o produzione di acqua calda per usi sanitari e/o
illuminazione artificiale) riferito all’unità di superficie utile o di volume lordo, espresso
rispettivamente in kWh/m²anno o kWh/m3anno.
indice di prestazione energetica EP esprime il consumo di energia primaria totale riferito all’unità
di superficie utile o di volume lordo, espresso rispettivamente in kWh/m²anno o kWh/m3anno.
[…]
superficie utile è la superficie netta calpestabile di un edificio.
EP = Q / Sutile
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UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
(D.Lgs. n. 192/2005 e s.m.i.)
Allegato C (Requisiti energetici degli edifici)
1.
Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale
1.1
Edifici residenziali della classe E1, esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme
Tabella 1.1 Valori limite, applicabili dal 1 gennaio 2010, dell’indice di prestazione energetica per la
climatizzazione invernale, espresso in kWh/m2 anno
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UNI/TS 11300
CLASSIFICAZIONE DEGLI EDIFICI
(D.P.R. n. 412/1993)
Art. 3
Classificazione generale degli edifici per categorie
E.1
E.1
E.1
E.2
E.3
E.4
E.4
E.4
E.5
E.6
E.6
E.6
E.7
E.8
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)
Edifici RESIDENZIALI con occupazione continuativa
Edifici RESIDENZIALI con occupazione saltuaria
Edifici ADIBITI ad ALBERGO, PENSIONE ed attività similari
Edifici per UFFICI e assimilabili
OSPEDALI, CASE DI CURA e CLINICHE
Edifici adibiti a CINEMA e TEATRI, SALE PER CONGRESSI, ecc.
Edifici adibiti a MOSTRE, MUSEI e BIBLIOTECHE, luoghi di CULTO
Edifici adibiti BAR, RISTORANTI, SALE DA BALLO
Edifici adibiti ad attività COMMERCIALI
Edifici adibiti ad attività SPORTIVE: PISCINE E SAUNE
Edifici adibiti ad attività SPORTIVE: PALESTRE
Edifici adibiti ad attività SPORTIVE: SERVIZI DI SUPPORTO
Edifici adibiti ad attività SCOLASTICHE
Edifici INDUSTRIALI E ARTIGIANALI (riscaldati per il comfort)
Parti di un edificio appartenenti a categorie diverse vanno considerate
separatamente, ciascuna nella categoria che le compete
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INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
(D.Lgs. n. 192/2005 e s.m.i.)
Allegato C (Requisiti energetici degli edifici)
1.
Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale
[…]
I valori limite riportati nelle tabelle sono espressi in funzione della zona climatica, così come individuata
all’articolo 2 del decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412, e del rapporto di
forma dell’edificio S/V, dove:
a)
b)
S, espressa in metri quadrati, è la superficie che delimita verso l’esterno (ovvero verso
ambienti non dotati di impianto di riscaldamento), il volume riscaldato V;
V è il volume lordo, espresso in metri cubi, delle parti di edificio riscaldate, definito dalle
superfici che lo delimitano.
Per valori di S/V compresi nell’intervallo 0,2 – 0,9 e, analogamente, per gradi giorno (GG) intermedi ai
limiti delle zone climatiche riportati in tabella si procede mediante interpolazione lineare.
Per località caratterizzate da un numero di gradi giorno superiori a 3001 i valori limite sono determinati
per estrapolazione lineare, sulla base dei valori fissati per la zona climatica E, con riferimento al numero
di GG proprio della località in esame.
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INTERPOLAZIONE/ESTRAPOLAZIONE LINEARE
EPi , lim,GG min = EPi,lim,GG
min
EPi ,lim,GG max = EPi,lim,GG
max
S / V − 0.2
⋅ (EPi,lim,GG
,0.2
0.9 − 0.2
S / V − 0.2
+
⋅ (EPi,lim,GG
,0.2
0.9 − 0.2
EPi . lim = EPi,lim,GG +
min
Dott. Ing. Alberto Muscio
+
min ,0.9
− EPi,lim,GGmin ,0.2 )
max ,0.9
− EPi,lim,GGmax ,0.2
GG − GG min
⋅ (EPi,lim,GG
GG max − GG min
max
− EPi,lim,GGmin
)
)
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INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: RAPPORTO S/V
(D.Lgs. n. 192/2005 e s.m.i.)
Art. 2 (Definizioni)
1. Ai fini del presente decreto si definisce:
a)
[…]
“edificio” è un sistema costituito dalle strutture edilizie esterne che delimitano uno spazio di
volume definito, dalle strutture interne che ripartiscono detto volume e da tutti gli impianti e
dispositivi tecnologici che si trovano stabilmente al suo interno; la superficie esterna che delimita
un edificio può confinare con tutti o alcuni di questi elementi: l'ambiente esterno, il terreno, altri
edifici; il termine può riferirsi a un intero edificio ovvero a parti di edificio progettate o
ristrutturate per essere utilizzate come unità immobiliari a sé stanti;
[…]
Ricadute del criterio di valutazione di S/V sulla classificazione energetica di una unità immobiliare:
•
•
S/V valutato sull’intero fabbricato: in termini di indice EPi,lim (e di classificazione energetica se
questa è basata sulla riduzione percentuale del fabbisogno rispetto a EPi,lim) sono privilegiate le
unità più interne (con minore superficie disperdente) e penalizzate quelle più esposte,
S/V valutato sull’unità immobiliare considerata: in termini di indice EPi,lim (e, eventualmente, di
classificazione energetica) le unità più esposte subiscono minori penalizzazioni
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INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: RAPPORTO S/V
Condominio 12 m x 54 m in pianta, 2 vani scala/ascensore non riscaldati
A
B
A
B
Scelta “edificio”
S [m2]
V [m3]
S/V [m-1]
Intero stabile (3 piani riscaldati)
2239
5702
0.393
Intero stabile (4 piani riscaldati)
2794
7603
0.367
Intero stabile (5 piani riscaldati)
3348
9504
0.352
Intero stabile (6 piani riscaldati)
3902
11405
0.342
Unità tipo A
79
238
0.333
Unità tipo A (primo/ultimo piano)
151
238
0.636
Unità tipo B
59
238
0./248
Unità tipo B (primo/ultimo piano)
131
238
0.553
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INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: RAPPORTO S/V
Condominio 12 m x 54 m in pianta, 2 vani scala/ascensore non riscaldati
A
B
A
B
Reggio nell'Emilia (Zona climatica E, 2560 GG),
Edifici residenziali classe E.1 - limiti dall'1/1/2010
120
EPi,lim [kWh/(m anno)]
100
5 3
2
80
60
40
20
(sulle singole unità,
primo/ultimo piano)
(sulle
singole 6 4
unità)
(sull’intero fabbricato,
n. piani riscaldati)
-1
S/V [m ]
0
0.0
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0.2
0.4
0.6
0.8
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1.0
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GRADI GIORNO (GG) E ZONE CLIMATICHE
ove
θi
θe,mese
ggmese
GG = ∑mese [ (θi – θe,mese)⋅ggmese]
temperatura di progetto (edilizia residenziale, temperatura invernale ⇒ 20°C)
temperatura media mensile esterna (⇒ UNI 10349)
giorni a riscaldamento attivato nel mese in esame
DURATA CONVENZIONALE DEL PERIODO DI RISCALDAMENTO
(D.P.R. n. 412/1993 e UNI TS 11300-1)
La durata della stagione di calcolo è determinata in funzione della zona climatica, dipendente dai gradi
giorno della località.
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DURATA REALE DEL PERIODO DI RISCALDAMENTO
(UNI TS 11300-1)
Nel caso di diagnosi energetiche o previsione dei consumi può essere adottata la stagione di
riscaldamento reale, cioè il periodo durante il quale le perdite di calore superano la somma degli apporti
termici interni e solari:
θ e, day < θi,set,h −
ove
Q gn, day
H ⋅ t day
⇔
H ⋅ (θi,set,h − θ e, day ) ⋅ t day > Q gn, day
θe,day
θi,set,H
Qgn,day
H
temperatura esterna media giornaliera [°C]
tday
durata del giorno [s oppure h]
temperatura interna (effettiva) di regolazione per il riscaldamento [°C]
apporti interni e solari medi giornalieri [J oppure kWh]
coefficiente globale di cambio termico dell'edificio, pari alla somma dei coefficienti globali di
scambio termico per trasmissione e ventilazione [W/K oppure kW/K]
Per determinare i giorni limite dei periodi di riscaldamento e raffrescamento, ovvero quelli in cui la
temperatura esterna media giornaliera (θe,day) eguaglia il secondo membro della disequazione, si
procede mediante interpolazione lineare, attribuendo i valori medi mensili di temperatura riportati nella
UNI 10349 al quindicesimo giorno di ciascun mese.
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UNI/TS 11300
DURATA REALE DEL PERIODO DI RAFFRESCAMENTO
(UNI TS 11300-1)
La stagione di raffrescamento reale è il periodo durante il quale la somma degli apporti termici interni e
solari supera le perdite di calore ed è quindi necessario un apporto dell'impianto di climatizzazione per
mantenere all'interno dell'edificio una temperatura interna non superiore a quella di progetto:
θ e, day > θi,set,C −
ove
Q gn, day
H ⋅ t day
⇔
H ⋅ (θi,set,C − θ e, day ) ⋅ t day < Q gn, day
θe,day
θi,set,C
Qgn,day
H
temperatura esterna media giornaliera [°C]
tday
durata del giorno [s oppure h]
temperatura interna di regolazione per il raffrescamento [°C]
apporti interni e solari medi giornalieri [J oppure kWh]
coefficiente globale di cambio termico dell'edificio, pari alla somma dei coefficienti globali di
scambio termico per trasmissione e ventilazione [W/K oppure kW/K]
Per determinare i giorni limite dei periodi di riscaldamento e raffrescamento, ovvero quelli in cui la
temperatura esterna media giornaliera (θe,day) eguaglia il secondo membro della disequazione, si
procede mediante interpolazione lineare, attribuendo i valori medi mensili di temperatura riportati nella
UNI 10349 al quindicesimo giorno di ciascun mese.
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UNI/TS 11300
TEMPERATURA INTERNA DI REGOLAZIONE (SET POINT)
(UNI TS 11300-1)
CLIMATIZZAZIONE INVERNALE (RISCALDAMENTO)
Per tutte le categorie di edifici ad esclusione delle categorie E.6(1), E.6(2) e E.8, si assume una
temperatura interna costante pari a 20°C.
Per gli edifici di categoria E.6(1) (piscine e saune) si assume una temperatura interna costante pari a
28°C.
Per gli edifici di categoria E.6(2) (palestre) ed E.8 (edifici industriali ed artigianali) si assume una
temperatura interna costante pari a 18°C.
CLIMATIZZAZIONE ESTIVA (RAFFRESCAMENTO)
Per tutte le categorie di edifici ad esclusione delle categorie E.6(1) e E.6(2) si assume una temperatura
interna costante pari a 26°C.
Per gli edifici di categoria E.6(1) si assume una temperatura interna costante pari a 28°C.
Per gli edifici di categoria E.6(2) si assume una temperatura interna costante pari a 24°C.
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UNI/TS 11300
TEMPERATURE MEDIE MENSILI ESTERNE (UNI 10349)
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
(D.Lgs. n. 192/2005
e s.m.i.)
Dott. Ing. Alberto Muscio
Reggio Emilia 12-14/05/2009
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UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
Regione Emilia Romagna – Delibera A.L. n. 156/2008
Allegato 3 (Requisiti minimi di prestazione energetica)
Tab. A.1 Valore limite dell'indice di prestazione energetica EPi per Edifici residenziali di nuova
costruzione della classe E1, esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme.
Tab. A.2 Valore limite dell'indice di prestazione energetica EPi per Edifici residenziali della classe E1,
esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme, nel caso di demolizione e totale ricostruzione di edifici
esistenti ovvero di interventi di ristrutturazione integrale di edifici esistenti di superficie utile >1000 m2.
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22/249
UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
(D.M. 11/03/2008,
Allegato A)
Limiti per
detrazione 55%
Dott. Ing. Alberto Muscio
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23/249
UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
(D.Lgs. n. 192/2005
e s.m.i.)
N.B.
Per tutti gli altri edifici il
fabbisogno non va
rapportato alla superficie
utile ma al volume netto
riscaldato (superficie utile
per altezza interna).
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UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
Regione Emilia Romagna – Delibera A.L. n. 156/2008
Allegato 3 (Requisiti minimi di prestazione energetica)
Tab. A.3 Valore limite dell'indice di prestazione energetica EPi per tutti gli altri edifici di nuova
costruzione.
Tab. A.4 Valore limite dell'indice di prestazione energetica EPi per tutti gli altri edifici nel caso di
demolizione e totale ricostruzione di edifici esistenti ovvero di interventi di ristrutturazione integrale di
edifici esistenti di superficie utile > 1000 m2.
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: EPi,LIM
(D.M. 11/03/2008,
Allegato A)
Limiti per
detrazione 55%
Dott. Ing. Alberto Muscio
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26/249
UNI/TS 11300
REGIONE EMILIA ROMAGNA – DELIBERA A.L. N. 156/2008
Allegato 9 (Sistema di classificazione)
Tab. 12.1 Classi di prestazione energetica: edifici di classe E.1 esclusi collegi, conventi, case di pena e
caserme (kWh/m2anno).
EPtot = EPi + EPacs + EPe + EPill
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27/249
UNI/TS 11300
UNI TS 11300-1
PROCEDURA DI CALCOLO
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UNI/TS 11300
PROCEDURA DI CALCOLO
(UNI TS 11300-1)
Si articola nei seguenti passi:
1)
definizione dei confini dell'insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell'edificio;
2)
definizione dei confini delle diverse zone di calcolo, se richiesta;
3)
definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno;
4)
calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell'edificio, dei fabbisogni di energia termica per il
riscaldamento (QH,nd) e il raffrescamento (QC,nd);
5)
aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone servite dagli stessi
impianti.
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UNI/TS 11300
ZONE TERMICHE
(UNI TS 11300-1)
Ogni porzione di edificio, climatizzata ad una determinata temperatura con identiche modalità di
regolazione, costituisce una zona termica. Per esempio, le diverse unità immobiliari servite da un unico
generatore, aventi proprie caratteristiche di dispersione ed esposizione, possono costituire altrettante
zone termiche.
La zonizzazione non è richiesta se si verificano [TUTTE] le seguenti condizioni:
a)
le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non oltre 4 K;
b)
gli ambienti non sono raffrescati o comunque le temperature interne di regolazione per il
raffrescamento differiscono di non oltre 4 K;
c)
gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di riscaldamento;
d)
se vi è un impianto di ventilazione meccanica, almeno l'80% dell'area climatizzata è servita
dallo stesso impianto di ventilazione con tassi di ventilazione nei diversi ambienti che
non differiscono di un fattore maggiore di 4.
La zonizzazione relativa al riscaldamento può differire da quella relativa al raffrescamento
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FABBISOGNO INVERNALE DI ENERGIA TERMICA (UNI TS 11300)
Il fabbisogno di energia termica per riscaldamento, cioè la quantità di calore che deve essere fornita ad
un ambiente climatizzato per mantenere le condizioni di temperatura desiderate durante un dato
periodo, si calcola, per ogni zona dell'edificio e per ogni mese, come segue:
ove
QH,nd = QH,ht – ηH,gn ⋅ Qgn = (QH,tr + QH,ve) – ηH,gn ⋅ (Qint + Qsol)
QH,nd
fabbisogno ideale di energia termica per riscaldamento [J/periodo oppure kWh/periodo]
QH,ht
energia termica totale scambiata [J/periodo oppure kWh/periodo], somma dell’energia termica
scambiata per trasmissione e per ventilazione nel periodo (mese) di calcolo:
QH,ht = QH,tr + QH,ve
Qgn
apporti termici gratuiti totali [J/periodo oppure kWh/periodo], somma degli apporti
interni e solari nel periodo (mese) di calcolo:
Qgn = Qint + Qsol
ηH,gn
fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti, dipendente dall’inerzia termica dell’edificio
e dal rapporto tra apporti gratuiti totali e energia termica totale scambiata con l’esterno
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UNI/TS 11300
FABBISOGNO ESTIVO DI ENERGIA TERMICA (UNI TS 11300)
Il fabbisogno di energia termica per raffrescamento, cioè la quantità di calore che deve essere sottratta
ad un ambiente climatizzato per mantenere le condizioni di temperatura desiderate durante un dato
periodo, si calcola, per ogni zona dell'edificio e per ogni mese, come segue:
ove
QC,nd = Qgn – ηC,ls ⋅ QC,ht = (Qint + Qsol) – ηC,ls ⋅ (QC,tr + QC,ve)
QC,nd
fabbisogno ideale di energia termica per raffrescamento [J/periodo oppure kWh/periodo]
QC,ht
energia termica totale scambiata [J/periodo oppure kWh/periodo], somma dell’energia termica
scambiata per trasmissione e per ventilazione nel periodo (mese) di calcolo:
QC,ht = QC,tr + QC,ve
Qgn
apporti termici gratuiti totali [J/periodo oppure kWh/periodo], somma degli apporti
interni e solari nel periodo (mese) di calcolo:
Qgn = Qint + Qsol
ηC,ls
fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche, dipendente dall’inerzia termica dell’edificio
e dal rapporto tra apporti gratuiti totali e energia termica totale scambiata con l’esterno
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI E APPORTI TERMICI
Il fabbisogno ideale di energia termica costituisce il bilancio netto di dispersioni e apporti termici
attraverso gli elementi dell’involucro edilizio. Questi possono derivare principalmente da:
•
trasmissione attraverso le pareti esterne e la copertura
•
trasmissione attraverso le pareti interne, il soffitto e il pavimento
•
trasmissione attraverso i serramenti
•
ventilazione e infiltrazioni di aria esterna
•
radiazione solare (diretta e diffusa) attraverso le superfici trasparenti
•
apporti interni (persone, illuminazione, apparecchiature elettriche)
In tema di apporti termici, si può distinguere tra:
•
calore sensibile, legato alla variazione delle temperature
•
calore latente, legato alla variazione del contenuto di vapore acqueo
La condensazione di vapore acqueo finalizzata al controllo dell’umidità dell’aria può rappresentare una
frazione importante, fino al 50% e oltre, del carico di raffreddamento. Non è tuttavia esplicitamente
contemplata nella UNI TS 11300, che rimanda ad altre norme.
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UNI/TS 11300
BILANCIO ENERGETICO DEL SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTI
(edificio)
(zona riscaldata)
(impianto
di riscaldamento)
(impianto di produzione d’acqua calda sanitaria)
QL Dispersione termica totale
Q
η⋅Qg apporti utili
QT Dispersione termica per trasmissione
Qg Apporti totali
QV Dispersione termica per ventilazione
Qi Apporti interni
QVr Recupero termico di ventilazione
Qm Calore metabolico
Qhw Calore per la produzione di acqua calda sanitaria
Qoa Calore prodotto da altri apparecchi
Qs Apporti solari passivi
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Fabbisogno di energia per il riscaldamento
Qh Fabbisogno termico
Qr Energia recuperata
Qhs Perdite dell’impianto di riscaldamento
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI TERMICHE:
TRASMISSIONE
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UNI/TS 11300
SCAMBI TERMICI PER TRASMISSIONE E VENTILAZIONE
(UNI TS 11300-1)
Gli scambi termici tra esterno e interno si valutano con la formula:
Qht = Qtr + Qve = [ H ⋅ (θi,set – θe) + Σk ( Fr,k ⋅ Φr,mn,k ) ] ⋅ t
ove
Qht
energia scambiata per trasmissione e ventilazione nel periodo (mese) di calcolo
[J/periodo oppure kWh/periodo]
H
coefficiente di scambio termico per trasmissione e ventilazione [W/K oppure kW/K] ,
somma del coeff. di scambio termico per trasmissione, Htr, e di quello per ventilazione, Hve
H = Htr + Hve
θi,set
θe
Fr,k
Φr,mn,k
t
temperatura interna di regolazione [°C], convenzionalmente pari a 20°C in riscaldamento
(θi,set,H) e pari a 26°C in raffrescamento (θi,set,C) per quasi tutte le categorie di edifici
temperatura esterna media mensile [°C], ottenibile da UNI 10349
fattore di forma tra il componente edilizio k-esimo e la volta celeste
extra flusso termico dovuto alla radiazione IR verso la volta celeste dal componente edilizio
k-esimo [W oppure kW], mediato sul tempo
durata del periodo (mese) considerato [s oppure h]
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UNI/TS 11300
EXTRA FLUSSO TERMICO PER RADIAZIONE IR (UNI TS 11300)
L’extra flusso verso la volta celeste si calcola mediante la relazione:
Φr,mn,k = Ak ⋅ hr ⋅ Δθer
ove
Ak
hr,k
superficie di scambio del componente edilizio k-esimo [m2]
coefficiente di scambio termico per irraggiamento [W/(m2K)]
hr,k
εk
Δθer
= 5 x εk W/(m2K)
emissività termica superficiale esterna
differenza tra temperatura dell'aria esterna e temperatura apparente del cielo [K]
(in effetti variabile, molto ridotta solo in presenza di cappa di vapore e/o pulviscolo)
Δθer = 11 K
Il fattore di forma tra componente edilizio k-esimo e volta celeste si calcola mediante la relazione:
Fr,k = Fsh,ob,dif ⋅ (1 + cosS) ⁄ 2
ove
S
angolo d'inclinazione del componente sull'orizzonte [rad] ⇒ (1+cosS)⁄2=1 per S=π/2
Fsh,ob,dif fattore di riduzione per ombreggiatura relativo alla sola radiazione diffusa, pari a 1 in assenza
di ombreggiature esterne
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UNI/TS 11300
COEFFICIENTE DI DISPERSIONE PER TRASMISSIONE
H tr = ∑U i ⋅ A i + ∑Ψ k ⋅ Lk + ∑ χ j
i
k
j
ove
Htr
Ui
Ai
Ψk
Lk
χj
coefficiente di dispersione per trasmissione [W/K]
trasmittanza termica (areica) dell’elemento di parete i-esimo [W/(m2K)]
area frontale dell’elemento di parete i-esimo [m2]
trasmittanza termica lineica del ponte termico lineare k-esimo [W/(m K)]
sviluppo (lunghezza) del ponte termico lineare k-esimo [m]
trasmittanza termica puntuale del ponte termico puntiforme j-esimo [W/K]
Le trasmittanze lineiche e puntuali associate ai ponti termici lineari e puntiformi possono essere
calcolate mediante:
metodi numerici (UNI EN ISO 10211, incertezza prevista ± 5%)
atlanti dei ponti termici (incertezza prevista ± 20%)
calcoli manuali (formule, software, ecc., incertezza tipica ± 20%)
valori di progetto (UNI EN ISO 14683, solo ponti termici lineari, sovrastima cautelativa fino a
50%)
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA (UNI EN ISO 6946)
Data una generica parete piana di area A, composta da un numero qualsiasi di strati, che separi due
ambienti a temperature diverse (ad es. Ti e Te con ΔT = Ti – Te), la potenza termica Q’ trasmessa
dall’ambiente caldo all’ambiente freddo attraverso tale parete può essere calcolata come:
Q’ = U ⋅ A ⋅ ΔT
Nella relazione compare il coefficiente globale di scambio termico o trasmittanza U [W/(m2K)], che per
una parete piana assume la forma:
U =
1
1
αi
+∑
j
Lj
1
1
+∑
+
λj k C k α e
≡
1
Rsi + ∑
j
Lj
+ ∑ Rk + Rse
λj k
=
1
R
ove
Ck
αi
αe
Rk
Rsi
Rse
conduttanza termica del componente non omogeneo k-esimo [W/(m2K)]
coefficiente di scambio termico adduttivo interno [W/(m2K)]
coefficiente di scambio termico adduttivo esterno [W/(m2K)]
=1/Ck
=1/αi
=1/αe
resistenza del componente non omogeneo k-esimo [m2K/W]
resistenza superficiale interna [m2K/W]
resistenza superficiale esterna [m2K/W]
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA (D.Lgs. 192/2005 e s.m.i.)
1.
2.
Allegato I
[…]
Nei casi di ristrutturazione o manutenzione straordinaria, […], consistenti in opere che prevedono, a
titolo esemplificativo e non esaustivo, rifacimento di pareti esterne, di intonaci esterni, del tetto o
dell’impermeabilizzazione delle coperture, […]
a) Per tutte le categorie di edifici, […], [NESSUNA ESCLUSA] il valore della trasmittanza termica (U)
per le strutture opache verticali, a ponte termico corretto, delimitanti il volume riscaldato verso
l’esterno, ovvero verso ambienti non dotati di impianto di riscaldamento, deve essere inferiore o
uguale a quello riportato nella tabella 2 al punto 2 dell’allegato C.
Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto o qualora la progettazione dell’involucro
edilizio non preveda la correzione dei ponti termici, i valori limite della trasmittanza termica
riportati nella tabella 2 al punto 2 dell’allegato C al presente decreto devono essere rispettati
dalla trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico).
Nel caso di pareti opache verticali esterne in cui fossero previste aree limitate oggetto di
riduzione di spessore (sottofinestre e altri componenti) devono essere rispettati i limiti previsti
nella tabella 2 al punto 2 dell’allegato C al presente decreto con riferimento alla superficie totale
di calcolo.
b) …
c) …
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA (D.Lgs. 192/2005 e s.m.i.)
1.
2.
Allegato I
[…]
Nei casi di ristrutturazione o manutenzione straordinaria, […], consistenti in opere che prevedono, a
titolo esemplificativo e non esaustivo, rifacimento di pareti esterne, di intonaci esterni, del tetto o
dell’impermeabilizzazione delle coperture, […]
a) …
b) Per tutte le categorie di edifici, […], ad eccezione della categoria E.8 [EDIFICI INDUSTRIALI E
ARTIGIANALI (RISCALDATI PER IL CONFORT)], il valore della trasmittanza termica (U) per le
strutture opache orizzontali o inclinate, a ponte termico corretto, delimitanti il volume riscaldato
verso l’esterno, ovvero verso ambienti non dotati di impianto di riscaldamento, deve essere
inferiore o uguale a quello riportato in tabella 3 al punto 3 dell’allegato C […].
Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto o qualora la progettazione dell’involucro
edilizio non preveda la correzione dei ponti termici, i valori limite della trasmittanza termica
riportati nella tabella 3 al punto 3 dell’allegato C al presente decreto devono essere rispettati
dalla trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico). Nel caso di strutture
orizzontali sul suolo i valori di trasmittanza termica da confrontare con quelli in tabella 3 al punto
3 dell’allegato C al presente decreto sono calcolati con riferimento al sistema struttura-terreno.
c) Per tutte le categorie di edifici, […], ad eccezione della categoria E.8 […], il valore massimo della
trasmittanza (U) delle chiusure trasparenti, comprensive dell’infisso, deve rispettare i limiti
riportati nelle tabelle 4a e 4b al punto 4 dell’allegato C al presente decreto.
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA (Regione Emilia Romagna – D.A.L. n. 156/2008)
1)
2)
Allegato 2
[…]
Nei casi di ristrutturazione o manutenzione straordinaria, […], consistenti in opere che prevedono, a
titolo esemplificativo e non esaustivo, rifacimento di pareti esterne, di intonaci esterni, del tetto o
dell’impermeabilizzazione delle coperture, […]
a) Per tutte le categorie di edifici, […], [NESSUNA ESCLUSA] il valore della trasmittanza termica (U)
per le strutture opache verticali, a ponte termico corretto, delimitanti il volume riscaldato verso
l’esterno, ovvero verso ambienti non dotati di impianto di riscaldamento, deve essere inferiore o
uguale a quello riportato nella pertinente tabella dell'allegato 3, requisito 6.1.2, (tabelle C.1, C.2,
C.3).
Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto o qualora la progettazione dell'involucro
edilizio non preveda la correzione dei ponti termici, i valori limite della trasmittanza termica
riportati nella pertinente tabella dell'allegato 3, requisito 6.1.2, (tabelle C.1, C.2, C.3) devono
essere rispettati dalla trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico)
Nel caso di pareti opache verticali esterne in cui fossero previste aree limitate oggetto di
riduzione di spessore (sottofinestre ed altri componenti) devono essere rispettati i limiti previsti
nella pertinente tabella dell'allegato 3, requisito 6.1.2, (tabelle C.1, C.2, C.3) con riferimento alla
superficie totale di calcolo.
b) …
c) …
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TRASMITTANZA (Regione Emilia Romagna – D.A.L. n. 156/2008)
1)
2)
Allegato 2
[…]
Nei casi di ristrutturazione o manutenzione straordinaria, […], consistenti in opere che prevedono, a
titolo esemplificativo e non esaustivo, rifacimento di pareti esterne, di intonaci esterni, del tetto o
dell’impermeabilizzazione delle coperture, […]
a) …
b) Per tutte le categorie di edifici, […], ad eccezione della categoria E.8 [EDIFICI INDUSTRIALI E
ARTIGIANALI (RISCALDATI PER IL CONFORT)], il valore della trasmittanza termica (U) per le
strutture opache orizzontali o inclinate, a ponte termico corretto, delimitanti il volume riscaldato
verso l’esterno, ovvero verso ambienti non dotati di impianto di riscaldamento, deve essere
inferiore o uguale a quello riportato nella pertinente tabella dell'allegato 3 requisito 6.1.2,
(tabelle C.1, C.2, C.3) in funzione della fascia climatica di riferimento.
Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto o qualora la progettazione dell'involucro
edilizio non preveda la correzione dei ponti termici, i valori limite della trasmittanza termica
devono essere rispettati dalla trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico).
Nel caso di strutture orizzontali sul suolo i valori di trasmittanza termica da confrontare con quelli
riportati nella pertinente tabella dell'allegato 3, requisito 6.1.2, (tabelle C.1, C.2, C.3) sono
calcolati con riferimento al sistema struttura-terreno.
c) Per tutte le categorie di edifici, […], ad eccezione della categoria E.8 […], il valore massimo della
trasmittanza (U) delle chiusure trasparenti, comprensive dell’infisso, deve rispettare i limiti
riportati nella pertinente tabella dell'allegato 3 requisito 6.1.2, (tabelle D.1, D.2).
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA: LIMITI D.Lgs. 192/2005 e s.m.i. (All. C)
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA: LIMITI REGIONALI EX D.A.L N. 156/2008
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TRASMITTANZA: LIMITI D.M. 11/03/2008 (DETRAZIONI 55%)
Allegato B
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA (D.Lgs. 192/2005 e s.m.i.)
1.
7.
[…]
Allegato I
[…]
Per tutte le categorie di edifici, così come classificati in base alla destinazione d’uso all’art. 3 del
decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412, ad eccezione della categoria E.8
[EDIFICI INDUSTRIALI E ARTIGIANALI (RISCALDATI PER IL CONFORT)], da realizzarsi in zona
climatica C, D, E ed F, il valore della trasmittanza (U) delle strutture edilizie di separazione tra edifici
o unità immobiliari confinanti fatto salvo il rispetto del decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri
del 5 dicembre 1997 “Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici”, deve essere inferiore
o uguale a 0,8 W/m2K nel caso di pareti divisorie verticali e orizzontali. Il medesimo limite deve
essere rispettato per tutte le strutture opache, verticali, orizzontali e inclinate, che delimitano verso
l’ambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di riscaldamento.
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA (Regione Emilia Romagna – D.A.L. n. 156/2008)
1)
[…]
Allegato 2
[…]
12) Per tutte le categorie di edifici, così come classificati in base alla destinazione d'uso all'art. 3 del
decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412 ad eccezione della categoria E. 8
[EDIFICI INDUSTRIALI E ARTIGIANALI (RISCALDATI PER IL CONFORT)], per gli interventi di cui al
punto 3.1 che riguardino le pareti divisorie verticali o orizzontali, il valore della trasmittanza (U) delle
strutture edilizie di separazione tra edifici o unità immobiliari confinanti fatto salvo il rispetto del
decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 5 dicembre 1997 "Determinazione dei requisiti
acustici passivi degli edifici", deve essere inferiore o uguale a 0,8 W/m2K. Il medesimo limite deve
essere rispettato per tutte le strutture opache, verticali, orizzontali ed inclinate, che delimitano verso
l'ambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di riscaldamento.
Si intende la trasmittanza media (inclusiva dei ponti termici)
o la trasmittanza della parete corrente?
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
DATI PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA (UNI TS 11300-1)
Per il calcolo della trasmittanza termica dei componenti opachi, occorre che:
i coefficienti superficiali di scambio termico e le resistenze termiche delle intercapedini d'aria siano
conformi ai valori stabiliti dalla UNI EN ISO 6946
le proprietà termofisiche dei materiali siano ricavate dai dati di accompagnamento della marcatura CE
(ove disponibile) oppure dalla UNI 10351 o dalla UNI EN 1745
le resistenze termiche di murature e solai siano ricavate dai dati di accompagnamento della
marcatura CE (ove disponibile) oppure dalla UNI 10355 o dalla UNI EN 1745
In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, i valori dei parametri
termici dei componenti edilizi di edifici esistenti possono essere determinati in funzione della tipologia
edilizia e del periodo di costruzione, secondo quanto indicato negli abachi delle appendici A e B alla UNI
TS 11300-1.
Al momento, sebbene datata e (pare) in corso di aggiornamento,
la norma più completa e conveniente per la determinazione delle proprietà termofisiche dei materiali
sembra essere la UNI 10351, che tiene conto di tutti i problemi che si possono avere in opera.
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
RESISTENZE SUPERFICIALI (UNI EN ISO 6946)
U =
1
1
αi
+∑
j
dj
1
1
+∑
+
λj
αe
k Ck
≡
1
Rsi + ∑
Superfici in aria calma (all’interno di locali)
sup. orizzontale, flusso termico ascendente (soffitto, lato
interno)
sup. verticale, flusso termico orizzontale
(muro, lato interno)
sup. orizzontale, flusso termico discendente (pavimento, lato
interno)
Superfici verso l’esterno (v≤4 m/s)
tutte le superfici
(lato esterno soffitto, pavimento, muro)
Superfici verso l’esterno (v>4 m/s)
j
dj
+ ∑ Rk + Rse
λj
k
=
1
R
Rsi [m2K/W]
αi [W/(m2K)]
0.10
10
0.13
7.69
0.17
5.88
Rse [m2K/W]
αe [W/(m2K)]
0.04
25
Rse [m2K/W]
αe [W/(m2K)]
tutte le superfici
1/(8.16+4⋅v)
8.16+4⋅v
(lato esterno soffitto, pavimento, muro)
Ai fini del calcolo di Rs (o α), si assume: εi ≈ 0.9, Tmi = 20°C, εe ≈ 0.9, Tme = 0°C, v = 4 m/s
Se le emissività superficiali interna ed esterna sono inferiori a 0.9,
i valori calcolati per 0.9 sono in favore di sicurezza.
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UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351)
U =
1
1
αi
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+∑
j
dj
1
1
+∑
+
λj
αe
k Ck
≡
1
Rsi + ∑
j
dj
+ ∑ Rk + Rse
λj
k
=
1
R
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UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351)
U =
1
1
αi
Dott. Ing. Alberto Muscio
+∑
j
dj
1
1
+∑
+
λj
αe
k Ck
≡
1
Rsi + ∑
j
dj
+ ∑ Rk + Rse
λj
k
=
1
R
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UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351)
U =
1
1
αi
Dott. Ing. Alberto Muscio
+∑
j
dj
1
1
+∑
+
λj
αe
k Ck
≡
1
Rsi + ∑
j
dj
+ ∑ Rk + Rse
λj
k
=
1
R
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UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351)
Dott. Ing. Alberto Muscio
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54/249
UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): LATERIZI
Dott. Ing. Alberto Muscio
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55/249
UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): LATERIZI
Dott. Ing. Alberto Muscio
Reggio Emilia 12-14/05/2009
56/249
UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): ISOLANTI ESPANSI
Dott. Ing. Alberto Muscio
Reggio Emilia 12-14/05/2009
57/249
UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): ISOLANTI ESPANSI
Dott. Ing. Alberto Muscio
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58/249
UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): ISOLANTI ESPANSI
(Poliuretano)
10% (erratum corrige)
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59/249
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CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): ISOLANTI ESPANSI
(Polistirene)
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60/249
UNI/TS 11300
TRASMITTANZA: ESEMPI (PARETE VERTICALE NON ISOLATA)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
58.9
26.7
3.1
m)
r na
5c
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i
1
(
ne
r no
zio
e
u
t
d
in
ad
aco
n
o
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8.2
3.1
25
I(
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cm
1.5
o(
)
cm
a
rn
ern
t
s te
s
e
ON
ee
co
na
TT
ion
o
z
A
t
u
M
in
d
ad
IE
IP
N
v
s)
m/
4
<
Resistenza (% del totale)
Resistenza (% del totale)
Muratura verticale senza isolamento
U = 2.1 W/(m 2K)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Muratura verticale senza isolamento
U = 1.1 W/(m 2K)
78.1
14.2
1.6
m)
r na
5c
.
nt e
i
1
(
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e
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Dott. Ing. Alberto Muscio
1.6
25
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cm
1.5
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v
4.4
s)
m/
4
<
61/249
UNI/TS 11300
TRASMITTANZA: ESEMPI (PARETE VERTICALE ISOLATA)
Resistenza (% del totale)
Muratura verticale con isolamento intermedio
U ≈ U lim(Zona E, 2010) = 0.34 W/(m2K)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
77.3
4.3
0.5
6.6
9.5
1.3
0.5
Resistenza (% del totale)
)
)
)
)
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s)
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cm
cm
cm
cm
cm
m/
8
5
5
7
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5
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80
70
60
50
40
30
20
10
0
Muratura verticale con isolamento intermedio
U ≈ U lim (Zona E, 2010) = 0.34 W/(m2K)
64.2
22.9
4.2
0.5
6.4
0.5
1.3
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)
a
)
)
s)
cm
cm
cm
cm
cm
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m/
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8
5
5
6
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5
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI VERSO LOCALI NON RISCALDATI (UNI TS 11300-1)
Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione, tra il volume climatizzato e gli ambienti
esterni attraverso gli ambienti non climatizzati si ottiene come:
HU = Hiu ⋅ btr,x
ove
HU
Hiu
btr,x
coefficiente globale di scambio termico per trasmissione, tra il volume climatizzato e gli
ambienti esterni attraverso gli ambienti non climatizzati [W/K]
coefficiente globale di scambio termico tra l'ambiente climatizzato e l'ambiente non climatizzato
[W/K]
fattore di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzato e non climatizzato, diverso
da 1 nel caso in cui la temperatura del secondo sia diversa da quella dell'ambiente esterno
Il fattore di correzione si calcola con la relazione:
b tr, x =
H ue
H iu + H ue
ove
H ue
coefficiente globale di scambio termico tra l'ambiente non climatizzato e l'ambiente esterno
[W/K]
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI VERSO LOCALI NON RISCALDATI (UNI TS 11300-1)
Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise,
i valori del fattore btr,x si possono desumere dal prospetto.
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI ATTRAVERSO IL TERREN0 (UNI TS 11300-1)
Lo scambio termico verso il terreno deve essere in generale calcolato secondo la UNI EN ISO 13370.
Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise,
il coefficiente di accoppiamento termico in regime stazionario tra gli ambienti interno ed esterno è dato
dalla relazione:
Hg = A ⋅ Uf ⋅ btr,g
ove
A
Uf
area dell'elemento [m2]
btr,g
fattore di correzione
trasmittanza termica della parte sospesa del pavimento (tra l'ambiente interno e lo spazio
sottopavimento) [W/(m2K)]
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI ATTRAVERSO IL TERREN0 (UNI EN ISO 13370)
Il coefficiente di accoppiamento termico Hg [W/K] si calcola con la formula:
H g = A ⋅ U 0 + P ⋅ ΔΨ
ove
A
U0
P
ΔΨ
Area del pavimento a contatto col terreno [m2]
Trasmittanza termica di base [W/(m2K)]
Perimetro del pavimento dell’edificio (per valutazioni sull’intero edifico) o lunghezza delle pareti
separanti gli spazi riscaldati dall’ambiente esterno (per valutazioni su parti di edificio) [m]
correzione (<0 ⇒ riduzione) per presenza di isolamento perimetrale [W/(m K)], dipendente dal
tipo di isolamento e nulla per isolamento assente.
La trasmittanza termica di elementi sopra il piano di separazione
tra parte sotto terra e parte sopra terra va determinata secondo UNI EN ISO 6946.
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI ATTRAVERSO IL TERRENO (UNI EN ISO 13370)
Si introducono una dimensione caratteristica del pavimento B′ [m]
B' = 2 ⋅
A
P
ed uno spessore equivalente totale (di terreno) dt [m]
d t = w + λ ⋅ (Rsi + R f + Rse )
ove
w
λ
Rsi
Rse
Rf
spessore totale delle pareti, comprendente tutti gli strati [m]
conduttività termica del terreno [W/(m K)]
resistenza superficiale (adduttiva) interna [m2K/W]
resistenza superficiale (adduttiva) esterna [m2K/W]
termine comprendente la resistenza termica di ogni strato uniforme di isolamento sopra,
sotto o interno alla soletta del pavimento e quella di eventuali rivestimenti (parte sospesa del
pavimento) [m2K/W]
Rf ≡ 1 /Uf
La resistenza termica di solette di calcestruzzo pesante e di rivestimenti sottili può essere trascurata. Si
assume che il calcestruzzo di sottofondo sotto la soletta abbia la stessa conduttività termica del terreno
e la sua resistenza termica non dovrebbe essere considerata.
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UNI/TS 11300
PROPRIETA’ TERMICHE DEL TERRENO (UNI EN ISO 13370)
a)
Se noti, si usano i valori della conduttività termica λ [W/(m K)] e della capacità termica
volumica ρ⋅c [J/(m3K)] relativi al sito effettivo, mediati su una profondità pari alla larghezza
dell'edificio, tenendo conto del contenuto normale di umidità.
b)
Altrimenti, se il tipo di terreno è noto o specificato, si usano i valori rappresentativi
(convenzionali) riportati nel prospetto:
c)
Categoria
Descrizione
λ [W/(m K)]
ρ⋅c [J/(m3K)]
1
argilla o limo
1.5
3.0⋅106
2
sabbia o ghiaia
2.0
2.0⋅106
3
roccia omogenea
3.5
2.0⋅106
Altrimenti ancora, si usa: λ = 2.0 W/(m K), ρ⋅c = 2.0⋅106 J/(m3K).
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI ATTRAVERSO IL TERRENO (UNI EN ISO 13370)
B' = 2 ⋅
A
P
d t = w + λ ⋅ (Rsi + R f + Rse )
Se dt < B′ (pavimenti non isolati o moderatamente isolati):
U0 =
⎛ π ⋅ B'
⎞
2⋅λ
ln⎜⎜
+ 1 ⎟⎟
π ⋅ B' +d t ⎝ d t
⎠
Se dt ≥ B′ (pavimenti bene isolati):
U0 =
λ
0.457 ⋅ B' +d t
In definitiva:
H g = A ⋅ U 0 + P ⋅ ΔΨ
In assenza di isolamento perimetrale (ΔΨ = 0):
H g = A ⋅U 0
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⇔
U0 = Hg / A
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI ATTRAVERSO IL TERRENO (UNI EN ISO 13370)
A ≡ Apavimento = 20 m x 10 m (N.B. Uf ≡ 1/Rf)
0.90
λ [W/(m K)]
0.75
U 0 [W/(m2K)]
0.60
3.5
2.0
1.5
0.45
0.30
0.15
R f [m2K/W]
0.00
0.0
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0.4
0.8
1.2
1.6
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2.0
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA EQUIVALENTE (UNI EN 12831, UNI EN ISO 13370)
N.B.
Ufloor ≡ Uf ≡ 1/Rf (trasmittanza parte sospesa del pavimento)
Uequiv,bf ≡ U0 (trasmittanza equivalente)
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA EQUIVALENTE (UNI EN 12831, UNI EN ISO 13370)
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA EQUIVALENTE (UNI EN 12831, UNI EN ISO 13370)
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UNI/TS 11300
RESISTENZA TERMICA (UNI 10355): STRUTTURE IN OPERA
Data una generica parete piana di area A, composta da un numero qualsiasi di strati, che separi due
ambienti a temperature diverse (ad es. Ti e Te con ΔT = Ti – Te), la potenza termica Q’ trasmessa
dall’ambiente caldo all’ambiente freddo attraverso tale parete può essere calcolata come:
Q’ = U ⋅ A ⋅ ΔT
Nella relazione compare il coefficiente globale di scambio termico o trasmittanza U [W/(m2K)], che per
una parete piana assume la forma:
U =
1
1
αi
+∑
j
Lj
1
1
+∑
+
λj k C k α e
≡
1
Rsi + ∑
j
Lj
+ ∑ Rk + Rse
λj k
=
1
R
ove
Ck
αi
αe
Rk
Rsi
Rse
conduttanza termica del componente non omogeneo k-esimo [W/(m2K)]
coefficiente di scambio termico adduttivo interno [W/(m2K)]
coefficiente di scambio termico adduttivo esterno [W/(m2K)]
=1/Ck
=1/αi
=1/αe
resistenza del componente non omogeneo k-esimo [m2K/W]
resistenza superficiale interna [m2K/W]
resistenza superficiale esterna [m2K/W]
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UNI/TS 11300
RESISTENZA TERMICA (UNI 10355): STRUTTURE IN OPERA
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UNI/TS 11300
RESISTENZA TERMICA (UNI 10355): STRUTTURE IN OPERA
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UNI/TS 11300
RESISTENZA TERMICA (UNI 10355): STRUTTURE IN OPERA
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UNI/TS 11300
RESISTENZA TERMICA (UNI 10355): STRUTTURE IN OPERA
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
RESISTENZA TERMICA (UNI 10355): STRUTTURE IN OPERA
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UNI/TS 11300
TRASMITTANZA TERMICA (UNI TS 11300-1): ABACHI
Data una generica parete piana di area A, composta da un numero qualsiasi di strati, che separi due
ambienti a temperature diverse (ad es. Ti e Te con ΔT = Ti – Te), la potenza termica Q’ trasmessa
dall’ambiente caldo all’ambiente freddo attraverso tale parete può essere calcolata come:
Q’ = U ⋅ A ⋅ ΔT
Nella relazione compare il coefficiente globale di scambio termico o trasmittanza U [W/(m2K)], che per
una parete piana assume la forma:
U =
1
1
αi
+∑
j
Lj
1
1
+∑
+
λj k C k α e
≡
1
Rsi + ∑
j
Lj
+ ∑ Rk + Rse
λj k
=
1
R
ove
Ck
αi
αe
Rk
Rsi
Rse
conduttanza termica del componente non omogeneo k-esimo [W/(m2K)]
coefficiente di scambio termico adduttivo interno [W/(m2K)]
coefficiente di scambio termico adduttivo esterno [W/(m2K)]
=1/Ck
=1/αi
=1/αe
resistenza del componente non omogeneo k-esimo [m2K/W]
resistenza superficiale interna [m2K/W]
resistenza superficiale esterna [m2K/W]
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UNI/TS 11300
ABACHI TRASMITTANZE (UNI TS 11300-1 App. A)
I dati riportati nei prospetti dell’abaco in Appendice A alla UNI TS 11300-1 sono utilizzabili solo per
valutazioni energetiche di edifici esistenti, qualora non si possa effettuare una determinazione rigorosa di
calcolo, sulla base di dati derivanti da ispezioni o da altre fonti più attendibili.
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UNI/TS 11300
ABACHI TRASMITTANZE (UNI TS 11300-1 App. A)
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UNI/TS 11300
ABACHI TRASMITTANZE (UNI TS 11300-1 App. A)
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UNI/TS 11300
ABACHI STRATIGRAFIE (UNI TS 11300-1 App. B)
L’abaco in Appendice B alla UNI TS 11300-1 intende fornire indicazioni sulle principali strutture murarie
utilizzate e sulla loro diffusione sul territorio nazionale. Si tratta di un elenco ancora incompleto che sarà
oggetto di successivi aggiornamenti e implementazioni che comprenderanno anche una parte relativa alle
strutture orizzontali.
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
ABACHI TRASMITTANZE (UNI TS 11300-1 App. B)
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
ABACHI STRATIGRAFIE (UNI TS 11300-1 App. B)
Dott. Ing. Alberto Muscio
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86/249
UNI/TS 11300
CONDUTTIVITA’ TERMICA (UNI 10351): LATERIZI
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI TERMICHE:
PONTI TERMICI
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
PONTI TERMICI (D.Lgs. 192/2005 e s.m.i.)
2.
…
a)
Allegato I
…
Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto o qualora la progettazione
dell’involucro edilizio non preveda la correzione dei ponti termici, i valori limite della
trasmittanza termica riportati nella tabella 3 al punto 3 dell’allegato C al presente decreto
devono essere rispettati dalla trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico).
b) …
[idem]
Allegato A
[…]
24. parete fittizia è la parete schematizzata in figura.
25. ponte termico è la discontinuità di isolamento termico che si può verificare in corrispondenza agli
innesti di elementi strutturali (solai e pareti verticali o pareti verticali tra loro).
26. ponte termico corretto è 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.
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
PONTI TERMICI (Regione Emilia Romagna – D.A.L. n. 156/2008)
2.
…
a)
b)
Allegato 2
…
Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto o qualora la progettazione
dell'involucro edilizio non preveda la correzione dei ponti termici, i valori limite della
trasmittanza termica riportati nella pertinente tabella dell'allegato 3, requisito 6.1.2, (tabelle
C.1, C.2, C.3) devono essere rispettati dalla trasmittanza termica media (parete corrente più
ponte termico)
…
[idem]
Allegato 1
[…]
ponte termico: discontinuità di isolamento termico che si può verificare in corrispondenza agli innesti di
elementi strutturali (solai e pareti verticali o pareti verticali tra loro).
ponte termico corretto: situazione in cui la trasmittanza termica della parete fittizia (il tratto di parete
esterna in corrispondenza del ponte termico) non supera più del 15% la trasmittanza termica della
parete corrente
Dott. Ing. Alberto Muscio
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90/249
UNI/TS 11300
PONTI TERMICI (UNI TS 11300-1)
Lo scambio termico per trasmissione attraverso i ponti termici può essere calcolato secondo la UNI EN
ISO 14683.
Per gli edifici esistenti [SOSTANZIALMENTE NON ISOLATI], in assenza di dati di progetto attendibili o
comunque di informazioni più precise, per alcune tipologie edilizie, lo scambio termico attraverso i ponti
termici può essere determinato forfetariamente secondo quanto indicato nel prospetto.
Le maggiorazioni si applicano alle dispersioni della parete opaca e tengono conto anche dei ponti
termici relativi ai serramenti.
11)
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
PONTI TERMICI
Coefficiente di dispersione per trasmissione (intero involucro):
H tr = ∑U i ⋅ A i + ∑Ψ k ⋅ L k + ∑ χ j
i
k
j
ove
Htr
Ui
Ai
Ψk
Lk
χj
coefficiente di dispersione per trasmissione [W/K]
trasmittanza termica (areica) dell’elemento di parete i-esimo [W/(m2K)]
area frontale dell’elemento di parete i-esimo [m2]
trasmittanza termica lineica del ponte termico lineare k-esimo [W/(m⋅K)]
sviluppo (lunghezza) del ponte termico lineare k-esimo [m]
trasmittanza termica puntuale del ponte termico puntiforme j-esimo [W/K]
Le trasmittanze lineiche e puntuali associate ai ponti termici lineari e puntiformi possono essere
calcolate mediante:
metodi numerici (UNI EN ISO 10211:2008, incertezza prevista ± 5%)
atlanti dei ponti termici (incertezza prevista ± 20%)
calcoli manuali (formule, software, ecc., incertezza tipica ± 20%)
valori di progetto (UNI EN ISO 14683:2008, solo ponti termici lineari, sovrastima cautelativa
da 0 a 50%)
Dott. Ing. Alberto Muscio
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92/249
UNI/TS 11300
PONTI TERMICI E TRASMITTANZA TERMICA MEDIA
Coefficiente di accoppiamento termico diretto di una parete:
H tr,parete =
∑U
i
⋅ Ai +
i,parete
∑p
k
⋅Ψ k ⋅ L k +
k,parete
∑p
j
⋅ χj
j,parete
ove A i è l’area frontale (proiettata) dell’ i-esimo tra gli elementi che costituiscono la parete. Le
trasmittanze Ui sono in generale differenziate tra loro solo se sono previste aree oggetto di riduzione di
spessore (sottofinestre ed altri componenti). Pareti con caratteristiche stratigrafiche molto diverse
andrebbero considerate distintamente.
I pesi pk e pj assumono valore diverso da 1 (ad esempio 0.5) ove un ponte termico sia intermedio, e
quindi da ripartire in termini di dispersioni, tra due pareti considerate distintamente.
Trasmittanza fittizia di un ponte termico lineare k-esimo o puntuale j-esimo:
χj
Uj =
Aj
Ψ ⋅L
Uk = k k
Ak
ove A k e A j sono le aree frontali (proiettate) del ponte termico
Trasmittanza media di parete (le aree A k e A j vanno considerate a denominatore solo se non incluse
nelle A i):
U media =
H tr,parete
=
A totale,parete
H tr,parete
⎛
∑ A i + ⎜⎜
i,parete
Dott. Ing. Alberto Muscio
∑ Ak +
⎝ k,parete
⎞
∑ A j ⎟⎟
j,parete
⎠
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UNI/TS 11300
PONTI TERMICI (UNI EN ISO 14683): VALORI DI PROGETTO
I valori di progetto di Ψ, arrotondati allo 0.05 W/(m K) più vicino, sono basati su tre sistemi di
valutazione delle dimensioni dell'edificio:
•
dimensioni interne (Ψi), misurate tra le superfici interne finite di ogni ambiente in un edificio
(escluso quindi lo spessore delle partizioni interne);
•
dimensioni interne totali (Ψoi), misurate tra le superfici interne finite degli elementi dell'edificio
(incluso quindi lo spessore delle partizioni interne);
•
dimensioni esterne (Ψe), misurate tra le superfici esterne finite degli elementi esterni
dell’edificio.
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
PONTI TERMICI (UNI EN ISO 14683): VALORI DI PROGETTO
Dott. Ing. Alberto Muscio
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95/249
UNI/TS 11300
PARETE VERTICALE: LATERIZI (UNI 10351)
U = λ / d ⇔ λ /U = d
(0.13+90%) / 0.375 = 66 cm
(0.13+180%) / 0.375 = 97 cm
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
DISPERSIONI TERMICHE:
SERRAMENTI
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
COMPONENTI TRASPARENTI (UNI EN ISO 10077-1)
UW =
∑U
g
⋅ A g + ∑ U p ⋅ A p + ∑ U f ⋅ A f + ∑ I g ⋅Ψ g + ∑ I p ⋅Ψ p
∑A
g
+ ∑ Ap + ∑ A f
ove
Ug
Ag
Up
Ap
Uf
Af
Ψg
Ig
Ψp
Ip
trasmittanza delle lastre trasparenti (vetri) [W/(m2K)]
area delle lastre trasparenti [m2]
trasmittanza dei pannelli opachi [W/(m2K)]
area dei pannelli opachi [m2]
trasmittanza del telaio [W/(m2K)]
area del telaio [m2]
trasmittanza lineare dei distanziatori [W/(m K)], nulla per lastre singole
perimetro delle lastre trasparenti [m]
trasmittanza lineare di bordo dei pannelli opachi [W/(m K)], nulla per materiali dei pannelli e
dei distanziatori con λ<0.5 W/(m K)
perimetro dei pannelli opachi [m]
Dott. Ing. Alberto Muscio
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UNI/TS 11300
COMPONENTI TRASPARENTI (UNI TS 11300-1)
La trasmittanza termica delle finestre si calcola secondo la UNI EN ISO 10077-1.
La trasmittanza termica delle facciate continue trasparenti si calcola in base a quanto riportato nella
UNI EN 13947.
In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, i valori di trasmittanza
termica delle vetrate possono essere ricavati dal prospetto C.1 in Appendice C alla UNI TS 11300-1.
In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, i valori di trasmittanza
termica dei telai possono essere ricavati dal prospetto C.2 in Appendice C alla UNI TS 11300-1.
Per finestre verticali di dimensioni non molto differenti da 1.20 m per 1.50 m, nell'ipotesi che l'area del
telaio sia pari al 20% dell'area dell'intera finestra e che i distanziatori tra i vetri siano di tipo comune, i
valori di trasmittanza termica delle finestre possono essere ricavati dal prospetto C.2 in Appendice C
alla UNI TS 11300-1.
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TRASMITTANZA DI UN TELAIO IN LEGNO (UNI EN ISO 10077-1)
df =
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d1 + d 2
2
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TRASMITTANZA DI UN TELAIO IN PVC (UNI EN ISO 10077-1)
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TRASMITTANZA DI UN TELAIO METALLICO (UNI EN ISO 10077-1)
I
X = minima distanza tra due semi-telai
Y = Rf espressa in m2K/W, nulla senza taglio termico
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Uf =
1
Rsi ⋅ A f,i /A f, di + R f + Rse ⋅ A f,e /A f, de
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TRASMITTANZA DEI DISTANZIATORI (UNI EN ISO 10077)
λ ⋅ d ≤ 0.007 W/K (conduttività x spessore distanziatore)
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CHIUSURE OSCURANTI (UNI TS 11300-1)
L'effetto dell'isolamento notturno, quale quello dovuto alla presenza di una chiusura oscurante, deve
essere tenuto in conto mediante la frazione adimensionale della differenza cumulata di temperatura,
derivante dal modello orario di utilizzo.
Uw,corr = Uw+shut ⋅ fshut + Uw ⋅ (1 – fshut)
ove
Uw,corr trasmittanza termica ridotta della finestra e della chiusura oscurante
Uw
trasmittanza termica della finestra senza chiusura oscurante
Uw+shut trasmittanza termica della finestra e della chiusura oscurante combinate:
U w + shut =
1
1 / U w + ΔR
ΔR
resistenza termica addizionale della chiusura oscurante, dipendente dalla sua classe di
permeabilità all’aria
fshut
frazione adimensionale della differenza cumulata di temperatura, derivante dal profilo orario
di utilizzo della chiusura e dal profilo orario della differenza tra temperatura interna e esterna
Nella valutazione di progetto o nella valutazione standard si considera un periodo giornaliero di chiusura
di 12 h. In mancanza di dati precisi sui profili giornalieri della temperatura si assuma fshut = 0.6.
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CHIUSURE OSCURANTI (UNI TS 11300-1)
In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, i valori di resistenza
termica addizionale, ΔR, della chiusura oscurante possono essere ricavati dal prospetto C.4 in
Appendice C alla UNI TS 11300-1.
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CHIUSURE OSCURANTI (UNI EN ISO 10077-1)
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CHIUSURE OSCURANTI (UNI EN ISO 10077-1)
bsh = b1 + b2 + b3
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CHIUSURE OSCURANTI (UNI EN ISO 10077-1)
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CASSONETTI (UNI TS 11300-1)
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