Fabbisogno termico invernale

Corso di IMPIANTI TECNICI
Fabbisogno di
energia termica in
regime invernale
Prof. Paolo ZAZZINI
Dipartimento INGEO
Università “G. D’Annunzio” Pescara
www.lft.unich.it
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Il DPR 412/93 suddivide il territorio nazionale in “Zone climatiche” in funzione del
valore assunto dal parametro Gradi Giorno GG:
n
GG = ∑ ti − teg , j
j =1
La sommatoria è estesa a tutti i giorni dell’anno in cui teg,j < 12 °C
ti : temperatura di riferimento per gli interni riscaldati = 20° C
teg,j: temperatura media giornaliera esterna.
Allegato A
DPR 412/93:
Zona climatica
GG
Zona A:
GG < 600
Zona B:
600 < GG < 900
Zona C:
900 < GG < 1400
Zona D:
1400 < GG < 2100
Zona E:
2100 < GG < 3000
Zona F:
GG > 3000
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Le zone climatiche servono a stabilire il periodo annuo di esercizio degli
impianti (stagione di riscaldamento) e la temperatura esterna di progetto.
DPR
412/93
Zona climatica
Stagione di riscaldamento
Zona A:
1° Dicembre - 15 Marzo
Zona B:
1° Dicembre - 31 Marzo
Zona C:
15 Novembre - 31 Marzo
Zona D:
1° Novembre - 15 Aprile
Zona E:
15 Ottobre - 15 Aprile
Zona F:
200 gg. dal 15 Ottobre
UNI
10379
Localita’
Pescara
Zona
climatica
D
L’Aquila
E
Chieti
D
Teramo
D
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Categorie di edifici (DPR 412/93):
E.1 : Edifici adibiti a residenza e assimilabili
(1) residenze a carattere continuativo
(abitazioni civili, collegi, conventi, case di pena, caserme)
(2) residenze con occupazione saltuaria
( case per vacanze, fine settimana e simili)
(3) edifici adibiti ad albergo, pensione e simili.
E.2: Edifici adibiti ad uffici
E.3 Edifici adibiti a case di cura, ospedali...
E.4 Edifici adibiti ad attività ricreative, di culto, associative...
E.5 Edifici adibiti ad attività commerciali
E.6 Edifici adibiti ad attività sportive: (1) piscine, saune...; (2) palestre...; (3) servizi...
E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche...
E.8 Edifici adibiti ad attività industriali ed artigianali
Se esistono categorie diverse nello stesso edificio ciascuna deve essere considerata nella
categoria che le compete.
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UNI TS 11300
UNI TS 11300-1/2008: ”Prestazioni energetiche degli edifici – parte I:
Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la
climatizzazione estiva ed invernale”.
Modalità per l’applicazione della UNI EN ISO 13790/2008 (“Prestazione energetica degli edificiCalcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento”) con riferimento al metodo
utilizzato per il calcolo dei fabbisogni di energia termica per riscaldamento e per raffrescamento
UNI TS 11300-2/2008: ”Prestazioni energetiche degli edifici – parte II:
Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la
climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria ”.
Metodi e dati per il calcolo del fabbisogno di acqua calda sanitaria, di energia elettrica degli ausiliari e
del fabbisogno di energia primaria
UNI TS 11300-3/2008: ”Prestazioni energetiche degli edifici – parte III:
Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la
climatizzazione estiva”.
UNI TS 11300-4/2008: ”Prestazioni energetiche degli edifici – parte IV: Utilizzo
di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per il riscaldamento di
ambienti e la preparazione di acqua calda sanitaria ”.
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Perdite per
trasmissione
Perdite per
ventilazione
Edificio
EDIFICIO
Apporti
interni
Apporti
solari
Fattore di
utilizzazione
Perdite di
emissione
Energia
primaria
IMPIANTO
Perdite di
distribuzione
Perdite di
accumulo
Perdite di
generazione
Impianto
termico
Energia primaria
degli ausiliari
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Potenze termiche da considerare nel bilancio termico
Dispersioni termiche tra ambiente interno ed esterno attraverso pareti
opache e trasparenti
Dispersioni termiche tra ambiente interno ed esterno attraverso i ponti
termici
Dispersioni termiche tra ambiente interno ed ambienti interni a diversa
temperatura (non riscaldati)
Dispersioni termiche verso il terreno
Scambi termici dovuti alle infiltrazioni d’aria attraverso l’involucro (finestre,
cassonetti, etc.) e al rinnovo dell’aria (ventilazione)
Apporti termici gratuiti sensibili e latenti dovuti a persone, impianti di
illuminazione, apparecchiature presenti
Apporti gratuiti solari
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Regime invernale
La temperatura esterna subisce oscillazioni contenute intorno al valore
medio che è sensibilmente diverso dalla temperatura interna di 20°C
Condizioni di regime stazionario:
temperatura esterna costante pari ad un valore medio statistico
determinato per ciascun mese dell’anno del sito in cui è ubicato l’edificio
(UNI 10349)
temperatura interna costante pari a 20 ±1 °C
(DPR 412/93)
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Dimensionamento dell’impianto termico
Calcolo delle dispersioni per trasmissione e ventilazione
Per il dimensionamento dell’impianto termico, si effettua il calcolo delle
dispersioni termiche nelle condizioni più gravose di funzionamento,
trascurando gli apporti solari e gratuiti ed imponendo una condizione di
temperatura esterna costante e minima per il sito considerato (DPR 1052/77)
Per Pescara Te = 2 °C
In molti casi pratici si fa ancora riferimento alla vecchia Norma UNI 7357/74,
sebbene sia stata sostituita dalla UNI EN 12831
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DISPERSIONI PER TRASMISSIONE
Qd ,1
Pareti opache verso l’esterno
n
Qd ,1 = ∑ Qi
in cui:
i =1
Qi = U i ⋅ Ai ⋅ (tin − tout )
Ui :
trasmittanza della iesima parete opaca dell’involucro
Ai :
area della superficie disperdente della iesima parete opaca dell’involucro
tin − tout : differenza di temperatura tra interno ed esterno
Ui =
1
1
α in
n
+∑
j =1
Lj
λj
m
1
1
+
α out
k =1 C k
+∑
L j : spessore dello strato jesimo della parete iesima
λ j : conducibilità termica dello strato jesimo della parete iesima (UNI-CTI 10351)
α in : adduttanza interna (7,7 W/m2K per pareti verticali, 6 W/m2K per pareti orizzontali)
α out : adduttanza esterna (25 W/m2K)
C k : conduttanza unitaria del kesimo strato non omogeneo della parete iesima
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DISPERSIONI PER TRASMISSIONE
Ponti termici
Qd 2
Ponte termico: discontinuità di forma, di struttura o mista (forma + struttura)
Producono in incremento della dispersione termica (via preferenziale di
dispersione)
Es: Attacco parete-solaio, parete-parete, parete pavimento, pilastro, telaio
di finestra o di porta…
Ponte termico di forma
Ponte termico di struttura
Ponte termico misto
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In corrispondenza di un ponte termico il fenomeno termico non può essere
considerato monodimensionale
Le linee isoflusso sono sempre perpendicolari alle linee isoterme.
Nelle zone indisturbate: linee isoterme parallele alle facce estreme della
parete => flusso termico monodimensionale.
Nella zona del ponte termico: linee isoterme incurvate => flusso termico
bi-tridimensionale.
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Coefficiente di eterogeneità della temperatura superficiale
ρ=
ρ ≥ 1,5
tin − t pt
tin − t p 0
Ponte termico grave
tin : temperatura dell’aria interna
t pt : temperatura della parete nella zona del ponte termico
t p 0 : temperatura della parete nella zona indisturbata
In edifici isolati termicamente, i ponti termici non corretti incidono sulle
dispersioni termiche percentualmente di più che negli edifici non isolati
Intervento correttivo ottimale: isolamento a cappotto dell’edificio
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Poiché il flusso non è monodimensionale, non si può calcolare la
dispersione termica di un ponte termico col metodo della trasmittanza.
A ciascuna tipologia di ponte termico è associato un coefficiente lineico, che
consente di valutare la potenza termica dispersa nel modo seguente:
Q pt = k ⋅ L ⋅ (tin − tout )
essendo:
k: coefficiente lineico del ponte termico considerato [W/mK]
L: estensione lineare del ponte termico considerato [m]
tin: temperatura di progetto interna [K]
tout: temperatura di progetto esterna [K]
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Coefficienti lineici – UNI EN 14683
Tipologia di ponte termico
[W/mK]
Se il ponte termico è costituito da un giunto tra due strutture che fanno parte
di due zone termiche diverse, il valore del coefficiente lineico dedotto dalla
UNI EN 14683 deve essere ripartito tra le due zone interessate
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In prima approssimazione, per tener conto delle dispersioni dovute ai ponti
termici, si possono adottare le seguenti maggiorazioni percentuali alla
dispersione totale della struttura (UNI EN ISO 14683)
Tipologia di struttura
Parete con isolamento a cappotto dall’esterno senza aggetti, balconi e con ponti termici corretti
Parete con isolamento a cappotto dall’esterno con aggetti, balconi
Parete omogenea in mattoni pieni o in pietra senza isolante
Magg. %
5
15
5
Parete a cassa vuota con mattoni forati senza isolante
10
Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico corretto)
10
Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico non corretto)
20
Pannello prefabbricato in calcestruzzo con pannello isolante all’interno
30
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Individuati tutti i ponti termici dell’ambiente considerato si effettua il calcolo
della potenza totale dispersa sommando i singoli contributi
n
Qd 2 = ∑ ki Li (tin − tout )
i =1
dove:
n: numero di ponti termici dell’ambiente considerato
ki: coefficiente lineico dell’iesimo ponte termico dell’ambiente considerato [W/mK]
Li: estensione lineare dell’iesimo ponte termico dell’ambiente considerato [m]
tin: temperatura di progetto interna [K]
tout: temperatura di progetto esterna [K]
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DISPERSIONI PER TRASMISSIONE
Serramenti
Qd 3
La dispersione termica attraverso una finestra si calcola tenendo conto che i
serramenti sono costituiti da due componenti: telaio e superficie vetrata.
Qd 3 = U w ⋅ Aw ⋅ (tin − tout )
dove:
Uw : trasmittanza termica del serramento [W/m2K]
Aw : area del serrranento [m2]
Per calcolare il valore di Uw si possono utilizzare due procedure definite dalla
UNI EN ISO 10077/2002
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Metodo rigoroso
Uw =
U g ⋅ Ag + U f ⋅ A f + l g ⋅ψ g
Ag + A f
Ug: trasmittanza termica area vetrata [W/m2K]
Ag: area del vetro [m2]
Uf: trasmittanza termica del telaio [W/m2K]
Af: area del telaio [m2]
lg: lunghezza del perimetro del vetro [m]
ψg: trasmittanza termica lineare del serramento [W/mK]
La trasmittanza termica lineare tiene conto della conduzione di calore
complementare dovuta all’interazione tra telaio, vetro e distanziatore del
vetro e dipende dalle proprietà termiche di ognuno di questi componenti.
La norma ISO 10077-2 definisce un metodo numerico per il calcolo di ψg e
fornisce, in alternativa, dei valori di default per tipiche combinazioni di telai vetri
e distanziatori
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Metodo semplificato
Materiale
Si determina il valore della
trasmittanza termica del
telaio Uf in funzione del tipo
di materiale utilizzato e del
suo spessore
Es. telaio in legno tenero,
spessore 50 mm,
Uf = 2 W/m2K
Legno duro
(rovere, mogano, iroko)
Legno tenero
(pino, abete, larice..)
Spessore
Uf
(W/m2K)
(mm)
50
2,4
60
2,2
70
2,1
50
2,0
60
1,9
70
1,8
PVC a due camere
2,2
PVC a tre camere
2,0
PVC (telai da 58-80 mm)
1,2÷1,7
Alluminio senza taglio termico
7,0
Alluminio con taglio termico
2,2÷3,8
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Con il valore di Uf si determina Uw selezionando il tipo di vetrata con il relativo
valore di Ug
Uw con area telaio pari al 20%dell’area
dell’intera finestra
Uf
Uw con area telaio pari al 30%dell’area
dell’intera finestra
Uf
1,8
2,0
2,2
2,6
3,0
3,4
3,8
7,0
1,8
2,0
2,2
2,6
3,0
3,4
3,8
7,0
Singola
5,7 4,9
5,0
5,0
5,1
5,2
5,2
5,3
6,0
4,5
4,6
4,6
4,8
4,9
5,0
5,1
6,1
4-6-4
3,3 3,2
3,2
3,3
3,4
3,5
3,5
3,6
4,1
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
4,5
4-9-4
3,1 3,0
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,9
2,9
2,9
3,0
3,1
3,3
3,4
3,5
4,3
4-12-4
2,9 2,8
2,9
3,0
3,1
3,1
3,2
3,3
3,8
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,4
4,2
Tipo
Ug
di vetrata
Esempio:
vetrata 4-9-4 con Ug = 3,1 W/m2K, Uw=3,0 W/m2K
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DISPERSIONI PER TRASMISSIONE
Dispersioni verso locali non riscaldati
n
Qd , 4 = ∑ Qi
in cui:
i =1
Qd , 4
Qi = U i ⋅ Ai ⋅ (tin − tloc )
U i : trasmittanza della iesima parete dell’involucro disperdente verso un
locale non riscaldato
Ai : area della superficie della iesima parete dell’involucro disperdente
verso un locale non riscaldato
tin − tloc : differenza di temperatura tra interno e locale non riscaldato
Ui =
1
1
α in
n
+∑
j =1
Lj
λj
m
1
1
+
α out
k =1 C k
+∑
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Temperature esterne di progetto per locali non riscaldati – UNI CTI 7357/74
Temp. Locale contiguo
≠ 20°C
Temp. est.
≠ - 5°C
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DISPERSIONI PER TRASMISSIONE
Qd ,5
Dispersioni verso il terreno
Q d , 5 = U pav ⋅ Apav ⋅ (tin − 12,5)
U pav : coefficiente globale di scambio termico tra l’ambiente interno ed il terreno [W/m2K]
A pav : area del pavimento [m2]
tin − 12 : differenza di temperatura tra ambiente interno e temperatura media del terreno [K]
U pav =
1
1
1
+
K pav C
K pav : trasmittanza termica del terreno [W/m2K]
2
C : conduttanza termica del terreno [1,74 W/m K]
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DISPERSIONI PER VENTILAZIONE
La necessità di effettuare il ricambio d’aria richiesto per motivi igienici comporta
l’introduzione all’interno dell’ambiente di aria di rinnovo a temperatura pari a
quella esterna.
La potenza termica necessaria per riscaldare quest’aria alla temperatura di
benessere equivale ad una dispersione, che viene pertanto detta “per
ventilazione”
Qv = ρ a ⋅ ca ⋅ Gv ⋅ (tin − tout )
In cui:
Qv: potenza termica dispersa per ventilazione [W]
ρa: densità dell’aria [1,2 kg/m3]
ca: calore specifico dell’aria [4186 J/kg K]
Gv: portata dell’aria di rinnovo [m3/s]
tin: temperatura dell’aria interna [° C]
tout: temperatura dell’aria esterna [° C]
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La portata d’aria di rinnovo di calcola ipotizzando un numero di ricambi orari
per una civile abitazione pari a 0,3 volumi /ora (UNI TS-11300-1).
Indicando con V il volume dell’ambiente, si ha:
0,3 ⋅ V
G=
3600
⎡ m3 ⎤
⎢ ⎥
⎣ s ⎦
A titolo di esempio, calcoliamo la potenza dispersa per ventilazione da un
ambiente di volume 600 m3:
Qv = ρ a ⋅ ca ⋅ Gv ⋅ (ti − te ) = 1,2 ⋅ 4186 ⋅ 0,3 ⋅
600
⋅ (20 − 2 ) =
3600
= 4520,9 W ≅ 4,5 kW
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FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA DEL SISTEMA
EDIFICIO-IMPIANTO
BILANCIO ENERGETICO AI SENSI DELLA UNI TS 11300
Procedura standard per la determinazione del fabbisogno di energia primaria
per il riscaldamento invernale ed il raffrescamento estivo dell’edificio e per
la produzione di acqua calda sanitaria note le caratteristiche del fabbricato.
Dopo aver definito gli ambienti da climatizzare e distinto le varie zone termiche
si stabiliscono le condizioni interne ed esterne di riferimento e si effettua il
calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell’edificio dei fabbisogni termici
netti per il riscaldamento (QH), per il raffrescamento (QC), e per l’acqua calda
sanitaria
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Fabbisogno netto di energia per il riscaldamento
UNI TS 11300-1 Equazione 1:
QH = (QH ,tr + QH ,ve ) − η H ⋅ (QH ,int + QH , sol )
(MJ)
in cui:
QH :
Fabbisogno termico netto dell’edificio in regime invernale
QH ,tr :
Energia termica dispersa per trasmissione
QH ,ve :
Energia termica dispersa per ventilazione
QH ,int :
Apporti gratuiti interni
QH ,sol :
Apporti gratuiti solari
ηH :
Fattore di utilizzazione
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La UNI TS 11300 prevede di esprimere il fabbisogno termico ed
ogni sua componente in Mega-Joule [MJ], ma molte normative
riguardanti la certificazione energetica utilizzano il chilowattora
[kWh]
1 kWh = 1
kJ
kJ
⋅1h = 1
⋅ 3600 s = 3600 kJ = 3 , 6 MJ
s
s
1
1 MJ =
kWh = 0 , 28 kWh
3 ,6
I dati climatici esterni sono reperibili dalla UNI-CTI 10349, in particolare
per ciò che riguarda le temperature medie mensili delle varie località e
l’ irraggiamento solare medio mensile per ciascun orientamento
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Temperature medie mensili esterne della località considerata
UNI-CTI 10349
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Irraggiamento solare medio mensile su piano orizzontale
UNI-CTI 10349
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I dati di progetto interni si reperiscono dal DPR 412/93
Temperature interne di progetto in regime invernale
Destinazione d’uso
Tin [°C]
E.1
20
E.2
20
E.3
20
E.4
20
E.5
20
E.6 (1)
28
E.6 (2)
18
E.7
20
E.8
18
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Energia termica dispersa per trasmissione
QH ,tr
QH ,tr = H tr (tin − tout ) ⋅ t1−12 + (∑ k Fr ,k ⋅ Φ r , mn, k ) ⋅ t1−12
(MJ)
in cui:
Htr: coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona termica
considerata [W/K]
tin: temperatura di progetto interna [°C]
tout: temperatura media mensile esterna [°C]
t1-12: tempo di durata del mese considerato [s]
Frk: fattore di vista tra il componente k-esimo e la volta celeste
Φr,mn,k: extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal
componente k-esimo mediato sul tempo [W]
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Il coefficiente Htr si calcola come somma dei seguenti contributi:
H tr = H D + H g + HU
essendo:
HD: coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente esterno [W/K]
Hg: coefficiente di scambio termico per trasmissione verso il terreno [W/K]
HU: coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’esterno attraverso
ambienti non climatizzati [W/K]
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Coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente
esterno
H D = ∑ Ak ⋅U c ,k
k
Ak: area dell’elemento k-esimo che separa l’ambiente climatizzato dall’esterno [m2]
Uc,k: trasmittanza termica corretta per tener conto dell’effetto di ponti termici
dell’elemento k-esimo. [W/m2K]
L’elemento k-esimo potrebbe essere un serramento e la sua trasmittanza Uw
può essere calcolata con i metodi rigoroso o semplificato già illustrati nelle
slide precedenti. In questo caso non si opera la correzione perché già insita
nella Uw
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MSO
Diapositiva 35
MSOffice1
; 25/03/2014
La correzione della trasmittanza della parete k-esima si effettua tenendo conto della
presenza di eventuali ponti termici nel modo seguente:
U c , k = U k ⋅ (1 + Fpt )
Uk: trasmittanza termica della parete k-esima [W/m2K]
Fpt: maggiorazione dovuta alla presenza del ponte termico
Tipologia di struttura
Fpt
Parete con isolamento a cappotto dall’esterno senza aggetti, balconi e con
ponti termici corretti
0,05
Parete con isolamento a cappotto dall’esterno con aggetti, balconi
0,15
Parete omogenea in mattoni pieni o in pietra senza isolante
0,05
Parete a cassa vuota con mattoni forati senza isolante
0,10
Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico corretto)
0,10
Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico non
corretto)
0,20
Pannello prefabbricato in calcestruzzo con pannello isolante all’interno
0,30
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Coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’esterno
attraverso il terreno
H g = A ⋅ U F ⋅ btr
A: area dell’elemento [m2]
UF: trasmittanza termica del pavimento [W/m2K]
btr: coefficiente correttivo che tiene conto della temperatura dell’ambiente verso cui avviene
la dispersione, diverso da 1 nel caso in cui tale ambiente è diverso da quello
esterno.
Coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’esterno
attraverso ambienti non climatizzati o climatizzati a diversa temperatura
HU = H iu ⋅ btr
HU: coefficiente di scambio termico per trasmissione verso l’esterno attraverso ambienti
non climatizzati [W/K]
Hiu: coefficiente di scambio termico per trasmissione tra ambiente climatizzato e ambiente
non climatizzato [W/K]
btr: coefficiente correttivo che tiene conto della temperatura dell’ambiente verso cui avviene
la dispersione, diverso da 1 nel caso in cui tale ambiente è diverso da quello
esterno.
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Ambiente confinante
Esterno
btr
1
Ambiente con una parete esterna
0,40
Ambiente senza serramenti e con almeno due pareti esterne
0,50
Ambiente con serramenti e con almeno due pareti esterne
0,60
Ambiente con tre pareti esterne
0,80
Piano interrato o seminterrato senza finestre o serramenti esterni
0,50
Piano interrato o seminterrato con finestre o serramenti esterni
0,80
Sottotetto con tasso di ventilazione elevato
1,00
Sottotetto con tetto non isolato
0,90
Sottotetto con tetto isolato
0,70
Pavimento controterra
0,45
Parete controterra
0,45
Parete su vespaio aerato
0,80
Aree interne di circolazione liberamente ventilate (rapporto tra l’area delle
aperture e volume dell’ambiente maggiore di 0,005 m2/m3)
1.00
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Dispersione per ventilazione
QH ,ve = H ve ⋅ (tin − tout ) ⋅ t1−12
Hve: coefficiente globale di scambio termico per ventilazione [W/K]
Il coefficiente di scambio termico per ventilazione si calcola nel modo seguente:
H ve = ρ a ⋅ ca ⋅ ⎡⎢∑ qve, k , mn ⎤⎥
⎣k
⎦
essendo:
ρ a ⋅ ca : capacità termica volumica dell’aria
qve, k , mn : portata del flusso d’aria k-esimo mediata nel tempo
qve, k , mn = qve, k ⋅ f e,t , k
qve,k : portata del flusso d’aria k-esimo
f ve,t , k :
frazione di tempo in cui si verifica il flusso d’aria d’aria k-esimo
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L’extra flusso dovuto alla radiazione infrarossa verso il cielo per uno specifico
elemento si ricava con la formula:
Φ r ,1−12 = Rse ⋅ U c ⋅ Ac ⋅ hr ⋅ ∆t1−12
Rse: resistenza termica unitaria esterna dell’elemento [m2K/W]
Uc: trasmittanza termica dell’elemento [W/m2K]
Ac: area dell’elemento [m2]
hr: coefficiente di scambio radiativo esterno [W/m2K]
∆t1-12: differenza media tra la temperatura esterna e la temperatura apparente del cielo
(in prima approssimazione si può assumere ∆t1-12 = 11 K)
Il coefficiente hr può essere considerato pari a:
hr = 5 ⋅ ε
dove ε è l’emissività per la radiazione termica della superficie esterna, pari a 0,9 per i
materiali da costruzione:
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Il fattore di forma tra un componente edilizio e la volta celeste vale:
(1 + S )
Fr = Fsh ⋅
2
essendo:
Fsh: fattore di riduzione per ombreggiatura pari a 1 in assenza di ombreggiatura da
elementi esterni
I valori di Fsh sono forniti dalla norma per vari tipi di superfici ombreggianti
S: coseno dell’angolo di inclinazione del componente sull’orizzonte
Ombreggiatura
Angolo
S
Orizzontale
0°
1
Verticale
90°
0
Inclinato
45°
0,707
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Apporti termici gratuiti interni
Apporti interni in funzione della destinazione d’uso comprendenti presenza di
persone, illuminazione, apparecchiature (UNI 11300-1)
QH ,int = Φ int ⋅ t1−12
Per edifici di categoria E.1 (1) ed E.1 (2) con superficie utile del pavimento minore o
uguale a 170 m2 gli apporti interni possono essere calcolati nel modo seguente:
Φ int = 5,294 ⋅ A f − 0,01557 ⋅ A2f
Se la superficie utile del pavimento è maggiore di 170 m2:
Φ int = 450 W
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Per le altre categorie di edifici si può utilizzare la seguente tabella, in cui il dato è
fornito per unità di superficie utile del pavimento
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Apporti termici gratuiti solari
Gli apporti solari sono da considerarsi provenienti dalla radiazione solare esterna ed
entranti attraverso le superfici trasparenti oppure quelle opache oppure incidenti sugli
ambienti non climatizzati che fanno parte dell’abitazione (es. sottotetto)
⎤
⎡
QH , sol = ⎡⎢∑ Φ sol , k ,1−12 ⎤⎥ ⋅ t1−12 + ⎢∑ (1 − btr ) ⋅ Φ sol ,1−12,u ⎥ ⋅ t1−12
⎣k
⎦
⎦
⎣
Φsol,k,1-12: flusso termico k-esimo di origine solare entrante sia attraverso superfici opache
che trasparenti, calcolabile conoscendo i dati di irradianza media mensile
reperibili dalla UNI 10349 e utilizzando particolari formule per l’area di captazione
solare distinguendo il caso di superficie trasparente ed opaca [W]
Φsol,k,1-12,u: flusso termico k-esimo di origine solare entrante nell’ambiente attraverso
l’ambiente non climatizzato adiacente [W]
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Fattore di utilizzazione η H , ng
E’ funzione della capacità termica dell’edificio
Relazione n. 26 della UNI TS 11300-1
γH =
Qgn
QH ,ht
=
apporti
dispersioni
η H ,ng
aH = aH ,0 +
1 − γ HaH
=
1 − γ HaH +1
τ
τ H ,0
aH ,0 = 1
τ H ,0 = 15h
τ : costante di tempo della zona termica considerata che caratterizza l’inerzia termica
interna della zona stessa sia per il periodo di riscaldamento che per quello di
raffresacamento
τ=
Cm 3,6
Cm 3,6
=
Hm
H tr ,adj + H ve,adj
Cm: capacità termica della zona termica [kJ/m2 K]
Hm: coefficiente di dispersione termica dell’edificio
Sdis: superficie disperdente [m2]
[W/K]
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La capacità termica interna può essere ricavata dal prospetto 19 della UNI TS 11300-1)
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