En ISO 13790 Italiana

Prestazione termica degli edifici NORMA E U R OP E A

Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento

UNI EN ISO 13790 APRILE 2005

Thermal performance of buildings

Versione italiana del marzo 2007

Calculation of energy use for space heating

La norma fornisce un metodo di calcolo semplificato per la determinazione del fabbisogno energetico annuo per il riscaldamento di edifici residenziali e non residenziali, o di loro parti.

TESTO ITALIANO

La presente norma è la versione ufficiale in lingua italiana della norma europea EN ISO 13790 (edizione giugno 2004).

ICS UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Sannio, 2 20137 Milano, Italia

91.140.10

© UNI Riproduzione vietata. Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente documento può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il consenso scritto dell’UNI. www.uni.com UNI EN ISO 13790:2005

Pagina I

PREMESSA NAZIONALE La presente norma costituisce il recepimento, in lingua italiana, della norma europea EN ISO 13790 (edizione giugno 2004), che assume così lo status di norma nazionale italiana. La presente norma è stata elaborata sotto la competenza dell’ente federato all’UNI CTI - Comitato Termotecnico Italiano La presente norma è stata ratificata dal Presidente dell’UNI ed è entrata a far parte del corpo normativo nazionale l’1 aprile 2005.

Le norme UNI sono elaborate cercando di tenere conto dei punti di vista di tutte le parti interessate e di conciliare ogni aspetto conflittuale, per rappresentare il reale stato dell’arte della materia ed il necessario grado di consenso. Chiunque ritenesse, a seguito dell’applicazione di questa norma, di poter fornire suggerimenti per un suo miglioramento o per un suo adeguamento ad uno stato dell’arte in evoluzione è pregato di inviare i propri contributi all’UNI, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, che li terrà in considerazione per l’eventuale revisione della norma stessa. Le norme UNI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione di nuove edizioni o di aggiornamenti. È importante pertanto che gli utilizzatori delle stesse si accertino di essere in possesso dell’ultima edizione e degli eventuali aggiornamenti. Si invitano inoltre gli utilizzatori a verificare l’esistenza di norme UNI corrispondenti alle norme EN o ISO ove citate nei riferimenti normativi. UNI EN ISO 13790:2005

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Pagina II

EN ISO 13790

EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM ICS

June 2004

91.140.10

English version

Thermal performance of buildings - Calculation of energy use for space heating (ISO 13790:2004)

Performance thermique des bâtiments - Calcul des besoins d’énergie pour le chauffage des locaux (ISO 13790:2004)

Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden - Berechnung des Heizenergiebedarfs (ISO 13790:2004)

This European Standard was approved by CEN on 8 September 2003. CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the Central Secretariat or to any CEN member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the Central Secretariat has the same status as the official versions. CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG Management Centre: rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels

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All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members.

Ref. No. EN ISO 13790:2004: E

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Pagina III

INDICE PREMESSA

1

INTRODUZIONE

2

1

SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE

2

2

RIFERIMENTI NORMATIVI

3

3

TERMINI E DEFINIZIONI

3

SIMBOLI E ABBREVIAZIONI

5

4 prospetto

1

Simboli e unità di misura ............................................................................................................................ 5

prospetto

2

Pedici ................................................................................................................................................................ 6

5

DESCRIZIONE DEL PROCEDIMENTO DI CALCOLO E DATI RICHIESTI

figura

1

7 Bilancio di energia di un edificio .............................................................................................................. 7

figura

2

Esempio di modalità d’intermittenza.................................................................................................... 11

6

RISCALDAMENTO INTERMITTENTE

7

10

DISPERSIONE TERMICA (CALCOLO RELATIVO AD UNA SINGOLA ZONA)

12

8

APPORTI TERMICI

14

9

FABBISOGNO TERMICO

prospetto

3

prospetto

4

figura

3

16 Spessore massimo da considerare per il calcolo della capacità termica interna ................. 17 Valori del parametro numerico a0 e della costante di tempo di riferimento W0 ...................... 17 Fattore di utilizzazione per costanti di tempo pari a 8 h, 1 d, 2 d, 1 settimana ed infinita, valido per il periodo di calcolo mensile di edifici riscaldati in modo continuo (edificio di tipo I, in alto), e per edifici riscaldati solo durante il giorno (edificio di tipo II, in basso) .... 18

10

FABBISOGNO TERMICO ANNUALE DELL’EDIFICIO

18

11

FABBISOGNO DI ENERGIA PER IL RISCALDAMENTO AMBIENTE

19

12

RELAZIONE DI CALCOLO

19

APPENDICE (normativa)

A

APPLICAZIONE AGLI EDIFICI ESISTENTI

21


B

METODO DI CALCOLO MULTI-ZONA

23


C

RISCALDAMENTO INTERMITTENTE - CALCOLO DELLA TEMPERATURA INTERNA CORRETTA 24 Rappresentazione dell’equivalente elettrico di una zona ............................................................. 25

figura

C.1

figura

C.2

Profilo del riscaldamento intermittente, che riporta i periodi considerati A: funzionamento attenuato; B: spegnimento; C: potenza termica ridotta ............................. 26


D

CALCOLO IN PRESENZA DI PERIODO FESTIVO

31


E

DISPERSIONE TERMICA DI ELEMENTI PARTICOLARI DELL’INVOLUCRO

32

figura

E.1

Percorso del flusso d’aria in una parete solare ventilata.............................................................. 32

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Pagina IV

figura

E.2

Rapporto G tra la differenza cumulata di temperatura interna-esterna quando l’impianto di ventilazione è in funzione ed il suo valore relativo all’intero periodo di calcolo, espresso in funzione del rapporto apporti/dispersioni dello strato d’aria, Jal ........................ 33

figura

E.3

Percorso dell’aria nella parete .............................................................................................................. 34

prospetto E.1

Requisiti di ventilazione per l’applicazione del metodo ................................................................ 34


F

APPORTI SOLARI DI ELEMENTI PARTICOLARI

35

figura

F.1

Serra addossata con apporti e coefficienti di dispersione termica, e circuito elettrico equivalente ................................................................................................................................................. 35

prospetto

F.1

Coefficienti cj,m per il calcolo della trasmittanza energetica solare totale efficace dell’isolamento trasparente utilizzando i valori misurati per incidenza normale ed emisferica (per pareti verticali) .............................................................................................................. 37

figura

F.2

Rapporto Z tra la radiazione solare totale incidente sull’elemento quando lo strato d’aria è aperto e la radiazione solare totale durante il periodo di calcolo, espresso in funzione del rapporto apporti/dispersioni dello strato d’aria, Jal ................................................ 38

G

PORTATE D’ARIA DI VENTILAZIONE

APPENDICE (informativa)

41

prospetto G.1

Livelli di tenuta all’aria utilizzati all’interno della presente appendice ...................................... 43

prospetto G.2

Tasso di ricambio d’aria, n in h-1, negli edifici multi-familiari ventilati naturalmente, determinato in funzione della classe di schermatura e della tenuta all’aria dell’edificio.... 43

prospetto G.3

Tasso di ricambio d’aria, n in h-1 in case mono-familiari ventilate naturalmente, determinato in funzione della classe di schermatura e della tenuta all’aria dell’edificio.... 43

prospetto G.4

Coefficienti di schermatura, e e f, per il calcolo della portata d’aria aggiuntiva secondo l’equazione ................................................................................................................................ 43


H

DATI PER IL CALCOLO DEGLI APPORTI SOLARI

44

prospetto H.1

Valori tipici di trasmittanza termica e trasmittanza energetica solare totale per i tipi comuni di vetrata ....................................................................................................................................... 44

prospetto H.2

Fattori di riduzione per alcuni tipi di tendaggi .................................................................................. 45

figura

H.1

Angolo dell’orizzonte, D .......................................................................................................................... 45

prospetto H.3

Fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta ad ostruzioni esterne, Fh .......... 46

figura

H.2

Aggetti orizzontale e verticale ............................................................................................................... 46

prospetto H.4

Fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta agli aggetti orizzontali, Fo ......... 46

prospetto H.5

Fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta agli aggetti verticali, Ff ............... 46


I

CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO PER CIASCUN MODO DI RISCALDAMENTO

47


J

ACCURATEZZA DEL METODO

49


K

DATI DI INGRESSO CONVENZIONALI

50


ZA

RIFERIMENTI NORMATIVI A PUBBLICAZIONI INTERNAZIONALI E PUBBLICAZIONI EUROPEE CORRISPONDENTI

51

BIBLIOGRAFIA

52

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Pagina V

PREMESSA Il presente documento EN ISO 13790:2004 è stato elaborato dal Comitato Tecnico CEN/TC 89 "Prestazioni termiche degli edifici e dei componenti edilizi", la cui segreteria è affidata al SIS, in collaborazione con il Comitato Tecnico ISO/TC 163 "Prestazioni termiche e consumi di energia nell'ambiente costruito", sottocomitato 2, "Metodi di calcolo". Alla presente norma europea deve essere attribuito lo status di norma nazionale, o mediante pubblicazione di un testo identico o mediante notifica di adozione, entro dicembre 2004, e le norme nazionali in contrasto devono essere ritirate entro dicembre 2004. Le appendici da A a F sono normative. Le appendici da G a K sono informative. Il presente documento comprende una bibliografia. In conformità alle Regole Comuni CEN/CENELEC, gli enti nazionali di normazione dei seguenti Paesi sono tenuti a recepire la presente norma europea: Austria, Belgio, Cipro, Danimarca, Estonia, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lettonia, Lituania, Lussemburgo, Malta, Norvegia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Slovacchia, Slovenia, Spagna, Svezia, Svizzera e Ungheria.

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INTRODUZIONE La presente norma fa parte di una serie di metodi di calcolo per il progetto e la valutazione delle prestazioni termiche degli edifici e dei componenti edilizi. Il metodo di calcolo presentato nella presente norma è basato su un bilancio di energia, che tiene conto delle variazioni di temperatura interna ed esterna e, attraverso un fattore di utilizzazione, dell’effetto dinamico degli apporti interni e solari. Il presente metodo può essere utilizzato per le seguenti applicazioni: 1)

valutare il rispetto di regolamenti espressi in termini di obiettivi energetici;

2)

confrontare le prestazioni energetiche di varie alternative progettuali per un edificio in progetto;

3)

indicare un livello convenzionale di prestazione energetica degli edifici esistenti;

4)

stimare l’effetto di possibili misure di risparmio energetico su un edificio esistente, calcolando il fabbisogno di energia con e senza ciascuna misura di conservazione di energia;

5)

prevedere le future esigenze di risorse energetiche su scala nazionale o internazionale, calcolando i fabbisogni di energia di molti edifici rappresentativi del parco edilizio.

Per dati di ingresso e per particolareggiati procedimenti di calcolo non forniti dalla presente norma, si può fare riferimento ad altri documenti internazionali o nazionali. In particolare ciò si applica per il calcolo dell’efficienza o delle perdite di calore degli impianti di riscaldamento. Al contrario della EN 832, il cui campo è ristretto agli edifici residenziali, la presente norma può essere applicata sia agli edifici residenziali sia a quelli non residenziali. I più importati cambiamenti nella EN ISO 13790 rispetto alla EN 832:1998, "Thermal performance of buildings - Calculation of energy use for heating - Residential buildings" sono: 1)

le portate di ventilazione sono calcolate secondo le norme elaborate dal CEN/TC 156;

2)

il punto 11 è stato semplificato, e per il calcolo del fabbisogno di energia a partire dal fabbisogno termico si fa riferimento alle norme internazionali esistenti o, in mancanza di esse, ai documenti nazionali;

3)

è stato introdotto un metodo normativo per calcolare gli effetti dell’intermittenza;

4)

sono stati introdotti nuovi dati di ingresso per gli edifici non residenziali, in particolare per quel che riguarda i fattori di utilizzazione.

Per tutte queste ragioni il calcolo secondo la EN ISO 13790 dà risultati che possono differire lievemente da quelli ottenuti con la EN 832.

1

SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE La presente norma fornisce un metodo di calcolo semplificato per la stima del fabbisogno annuale di energia per il riscaldamento di un edificio residenziale o non residenziale, o di una parte di esso, che sarà denominato "l’edificio". Non si applica ad edifici con impianti di condizionamento dell’aria, adatti a fornire raffrescamento durante la stagione di riscaldamento. Il presente metodo comprende il calcolo: 1)

delle dispersioni termiche dell’edificio quando esso è riscaldato ad una temperatura interna costante;

2)

del fabbisogno annuale di calore per mantenere le prefissate temperature di regolazione all’interno dell’edificio;

3)

del fabbisogno annuale di energia dell’impianto di riscaldamento dell’edificio, utilizzando le caratteristiche dell’impianto ricavabili da specifiche norme europee o internazionali, o, in mancanza di esse, da documenti nazionali.

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Pagina 2

L’edificio può avere diverse zone termiche a differenti temperature di regolazione e può avere un riscaldamento intermittente. Il periodo di calcolo è il mese. Per gli edifici residenziali il calcolo può anche essere effettuato sulla stagione di riscaldamento. Il calcolo mensile fornisce risultati corretti su base annuale, ma i risultati relativi ai singoli mesi in prossimità della fine e dell’inizio della stagione di riscaldamento possono essere soggetti a notevoli errori relativi. L’appendice J fornisce ulteriori informazioni sull’accuratezza del metodo.

2

RIFERIMENTI NORMATIVI La presente norma europea rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni. Tali riferimenti normativi sono citati nei punti appropriati del testo e sono di seguito elencati. Per quanto riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotte nella presente norma europea come aggiornamento o revisione. Per i riferimenti non datati vale l’ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento (compresi gli aggiornamenti).

3

EN ISO 7345:1995

Thermal insulation (ISO 7345:1987)

-

Physical

quantities

and

definitions

EN ISO 13370:1998

Thermal performance of buildings - Heat transfer via the ground Calculation methods (ISO 13370:1998)

EN ISO 13789

Thermal performance of buildings - Transmission heat loss coefficient - Calculation method (ISO 13789:1999)

TERMINI E DEFINIZIONI Ai fini della presente norma europea, si applicano i termini e le definizioni di cui alla EN ISO 7345:1995 ed i termini e le definizioni seguenti.

3.1

periodo di calcolo: Intervallo di tempo per il calcolo delle dispersioni e degli apporti termici. Nota

3.2

Il periodo di calcolo è il mese. Per gli edifici residenziali il calcolo può anche essere effettuato sulla stagione di riscaldamento.

temperatura esterna: Temperatura dell’aria esterna. Nota

3.3

Per i calcoli della dispersione termica per trasmissione, la temperatura radiante dell’ambiente esterno è considerata uguale alla temperatura dell’aria esterna; la trasmissione verso la volta celeste per irraggiamento ad alta lunghezza d’onda è considerata nel punto F.5.

temperatura interna: Media aritmetica della temperatura dell’aria e della temperatura media radiante al centro della zona occupata. Nota

Questa è la temperatura operante approssimata secondo la ISO 7726, Ergonomics of the thermal environment - Instruments for measuring physical quantities.

3.4

temperatura di regolazione (set-point): Temperatura interna fissata dal sistema di regolazione nel modo di riscaldamento normale.

3.5

temperatura di attenuazione (set-back): Temperatura interna minima da mantenere durante i periodi di riscaldamento ridotto.

3.6 3.7

temperatura interna corretta: Temperatura interna virtuale costante che determina la stessa dispersione termica del riscaldamento intermittente. ambiente riscaldato: Vano o spazio chiuso riscaldato ad una determinata temperatura di regolazione.

3.8

ambiente non riscaldato: Vano o spazio chiuso che non fa parte dell’ambiente riscaldato. UNI EN ISO 13790:2005

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Pagina 3

3.9

fabbisogno termico: Calore che deve essere fornito all’ambiente riscaldato da un impianto di riscaldamento ideale per mantenere la temperatura di regolazione durante un certo intervallo di tempo. Nota

Il fabbisogno termico può comprendere la dispersione termica aggiuntiva dell’edificio risultante da una distribuzione non uniforme della temperatura e da una regolazione non ideale della temperatura, se questi fattori sono considerati attraverso un aumento della temperatura di regolazione e non compresi nelle perdite di calore dell’impianto di riscaldamento.

3.10

fabbisogno di energia per il riscaldamento ambiente: Energia termica che deve essere fornita all’impianto di riscaldamento per soddisfare il fabbisogno termico.

3.11

riscaldamento intermittente: Modalità di riscaldamento secondo cui periodi di riscaldamento normale si alternano a periodi di riscaldamento ridotto.

3.12

modi d’intermittenza: Durante il riscaldamento intermittente, l’impianto di riscaldamento funziona secondo uno dei seguenti modi:

3.12.1

funzionamento normale: L’impianto di riscaldamento funziona in modo da mantenere la temperatura interna al valore che essa avrebbe nel caso di riscaldamento continuo.

3.12.2

spegnimento: L’impianto di riscaldamento non fornisce calore.

3.12.3

potenza termica ridotta: L’impianto di riscaldamento fornisce un flusso termico ridotto rispetto al riscaldamento normale.

3.12.4

attenuazione (set-back): Il flusso termico è controllato in modo da mantenere una temperatura di attenuazione.

3.12.5

avviamento: L’impianto di riscaldamento funziona a piena potenza per raggiungere la temperatura di regolazione entro la fine del periodo di riscaldamento ridotto. Nota

A seconda del sistema di regolazione, l’avviamento può iniziare secondo due diverse strategie: a)

avviamento di durata prefissata: l’inizio del periodo di avviamento è fissato dall’utente;

b)

avviamento ottimizzato: l’ora alla quale si deve raggiungere la temperatura di regolazione è fissata dall’utente ed il sistema di regolazione ottimizza l’inizio del periodo di avviamento, tenendo conto delle temperature esterna ed interna.

3.13

zona riscaldata: Parte dell’ambiente riscaldato con una data temperatura di regolazione, nella quale si ipotizza che la temperatura interna abbia variazioni spaziali trascurabili.

3.14

coefficiente di scambio termico: Rapporto tra il flusso termico scambiato tra due zone e la differenza di temperatura tra le stesse zone.

3.15

coefficiente di dispersione termica: Coefficiente di scambio termico dall’ambiente riscaldato all’ambiente esterno. Nota

Il coefficiente di dispersione termica dell’edificio non può essere utilizzato quando è applicato il metodo di calcolo multi-zona secondo l’appendice B.

3.16

dispersione termica dell’edificio: Calore trasferito dall’ambiente riscaldato all’ambiente esterno per trasmissione e ventilazione durante un dato intervallo di tempo.

3.17

dispersione termica per ventilazione: Calore disperso attraverso l’aria che lascia l’ambiente riscaldato, per exfiltrazione o per ventilazione.

3.18

dispersione termica per trasmissione: Dispersione termica per trasmissione attraverso l’involucro dell’edificio ed il terreno.

3.19

apporti termici: Calore generato all’interno dell’ambiente riscaldato o che vi entra da sorgenti diverse dagli impianti di riscaldamento e di produzione di acqua calda sanitaria.

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Nota

Sono compresi gli apporti termici interni e quelli solari.

3.20

apporti termici interni: Calore fornito all’interno dell’edificio dagli occupanti (calore metabolico sensibile) e da apparecchi diversi dagli impianti di riscaldamento e di produzione di acqua calda sanitaria (illuminazione, apparecchi domestici, apparecchi d’ufficio, ecc.).

3.21

apporti solari: Calore fornito dalla radiazione solare entrante nell’edificio attraverso le finestre o dispositivi solari passivi come le serre, l’isolamento trasparente e le pareti solari. Nota

3.22

I dispositivi solari attivi come i collettori solari sono considerati parte dell’impianto di riscaldamento.

irraggiamento solare: Energia solare incidente per unità di superficie in un dato intervallo di tempo.

3.23

fattore di utilizzazione: Fattore di riduzione degli apporti termici totali mensili o stagionali che serve per ricavare l’effettiva riduzione del fabbisogno termico.

3.24

calore recuperato: Calore recuperato dall’ambiente o dagli impianti di riscaldamento e di produzione di acqua calda sanitaria (inclusa l’apparecchiatura ausiliaria), se non preso direttamente in considerazione attraverso una riduzione delle perdite dell’impianto di riscaldamento.

3.25

recupero termico di ventilazione: Calore recuperato dall’aria espulsa.

3.26

perdite dell’impianto di riscaldamento: Calore totale perso dall’impianto di riscaldamento, comprese le perdite di calore recuperate.

4

SIMBOLI E ABBREVIAZIONI prospetto

1

Simboli e unità di misura

Simbolo

Grandezza

Unità di misura

A

area

m2

a

parametro numerico nel fattore di utilizzazione

-

b

fattore di correzione per le zone non riscaldate

-

C

capacità termica efficace di un ambiente riscaldato

J/K

c

capacità termica specifica

J/(kg·K)

d

spessore dello strato

m

F

fattore

-

g

trasmittanza energetica solare totale di un elemento edilizio

-

I

irraggiamento solare

J/m2

H

coefficiente di scambio termico, coefficiente di dispersione termica

W/K

h

coefficiente di scambio termico liminare

W/(m2·K)

L

lunghezza

m

N

numero

Q

quantità di calore o energia

J

R

resistenza termica

m2·K/W

T

temperatura termodinamica

K

t

tempo, intervallo di tempo

s

U

trasmittanza termica

W/(m2·K)

V · V

volume d’aria in una zona riscaldata

m3

flusso d’aria

m3/s

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prospetto

1

Simboli e unità di misura (Continua)

Simbolo

Grandezza

Unità di misura

)

flusso termico, potenza termica

W

Z

parametro di dispersione termica per le pareti solari

W/(m2·K)

D

coefficiente di assorbimento di una superficie relativo alla radiazione solare

-

J

rapporto apporti/dispersioni

-

G

rapporto tra la differenza cumulata di temperatura interna-esterna quando l’impianto di ventilazione è in funzione ed il suo valore relativo a tutto il periodo di calcolo

-

H

emissività di una superficie relativa alla radiazione termica

-

K

rendimento, fattore di utilizzazione degli apporti

-

N

fattore relativo alle dispersioni termiche delle pareti solari ventilate

-

T

temperatura Celsius

°C

U

massa volumica

kg/m3

V

costante di Stefan-Boltzmann (V= 5,67 u 10-8 )

W/(m2·K4)

W

costante di tempo

s

F

capacità termica areica

J/(m2·K)

[

rapporto tra gli effetti di una variazione del flusso termico sulla temperatura interna e quelli sulla temperatura della struttura

-

]

parte efficace della capacità termica

-

Z

rapporto tra la radiazione solare totale incidente sull'elemento quando lo strato d’aria è aperto e la radiazione solare totale durante il periodo di calcolo

-

Nota

prospetto

2

Le ore possono essere utilizzate come unità di misura del tempo al posto dei secondi per tutte le grandezze che dipendono dal tempo (cioè per gli intervalli di tempo così come per i tassi di ricambio d’aria), ma in questo caso l’unità di misura dell’energia è il Watt-ora [Wh] invece del Joule. Pedici

C

capacità, calcolo, convettivo

f

forma, finale

r

radiante, recuperato, ridotto

F

telaio

g

apporti

s

solare, serra

G

terreno

h

riscaldamento, riscaldato, emisferico

sb

attenuazione

L

dispersione

hol

periodi festivi

se

liminare esterno

P

relativo alla potenza

hw

acqua calda

si

liminare interno

S

ombreggiatura

i

interno

ss

media superficie-volta celeste

T

trasmissione

ih

riscaldamento intermittente

sw

parete solare

V

ventilazione

i, j, k, m, n

contatori

t

isolamento trasparente

a

aria

l

strato

th

impianto di riscaldamento

ad

corretto

m

metabolico, mese

u

non riscaldato

ap

apparecchi

nh

riscaldamento spento

v

ventilazione

bh

riscaldamento di avviamento

o

globale

w

finestra

c

struttura

p

parete divisoria

y, z

numero della zona

d

progetto, giornaliero, diretto

pp

potenza di picco

A

perpendicolare

e

esterno, involucro

ps

ombreggiatura permanente

0

base, riferimento

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5

DESCRIZIONE DEL PROCEDIMENTO DI CALCOLO E DATI RICHIESTI

5.1

Bilancio di energia Il bilancio di energia comprende i seguenti termini (si considera solo il calore sensibile): -

dispersione termica per trasmissione e ventilazione dall’ambiente riscaldato verso l’ambiente esterno;

-

scambio termico per trasmissione e ventilazione tra zone adiacenti;

-

apporti termici interni;

-

apporti solari;

-

perdite di generazione, distribuzione, emissione e regolazione dell’impianto di riscaldamento;

-

energia assorbita dall’impianto di riscaldamento.

Il bilancio di energia può anche considerare l’energia recuperata da sorgenti varie. Nota

Poiché gli apporti termici possono indurre la temperatura interna a salire sopra il suo valore di regolazione, la dispersione termica addizionale risultante è presa in considerazione attraverso un fattore di utilizzazione che riduce gli apporti termici. I termini principali del bilancio di energia sono illustrati schematicamente nella figura 1.

figura

1

Bilancio di energia di un edificio Legenda Q Fabbisogno di energia per il riscaldamento Qoa Calore prodotto da altri apparecchi Qr Energia recuperata Qhs Perdite dell’impianto di riscaldamento Calore metabolico Qm Qs Apporti solari passivi Apporti interni Qi Apporti totali Qg K Qg Apporti utili Fabbisogno termico Qh Dispersione termica per ventilazione QV

UNI EN ISO 13790:2005

QVr Recupero termico di ventilazione QT Dispersione termica per trasmissione Qhw Calore per la produzione di acqua calda sanitaria QL Dispersione termica totale 1 Confine della zona riscaldata 2 Confine dell’impianto di produzione d’acqua calda sanitaria 3 Confine dell’impianto di riscaldamento 4 Confine dell’edificio

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Pagina 7

5.2

Procedimento di calcolo Si riporta sinteticamente di seguito il procedimento di calcolo. Inoltre, nel caso in cui si applichi la presente norma a edifici esistenti, si deve seguire il procedimento particolare riportato nell’appendice A. 1)

Definire i confini dell’ambiente riscaldato e, se appropriato, delle differenti zone ed ambienti non riscaldati, secondo il punto 5.3;

2)

nel caso di riscaldamento intermittente o ventilazione intermittente, definire, all’interno del periodo di calcolo, i periodi aventi modalità differenti di riscaldamento e ventilazione (per esempio giorno, notte, fine settimana) secondo il punto 6;

3)

per una zona termica singola, calcolare il coefficiente di dispersione termica dell’ambiente riscaldato secondo il punto 7; o per un calcolo multi-zona seguire il procedimento riportato nell’appendice B;

4)

per il calcolo stagionale, definire o calcolare la durata e i dati climatici della stagione di riscaldamento secondo il punto 9.2.

Quindi, per ciascun periodo di calcolo (mese o stagione di riscaldamento): 5)

calcolare la temperatura interna corretta per ciascun periodo secondo il punto 6;

6)

calcolare la dispersione termica, QL, secondo il punto 7;

7)

calcolare gli apporti termici interni, Qi, secondo il punto 8.1;

8)

calcolare gli apporti solari, Qs, secondo il punto 8.2;

9)

calcolare il fattore di utilizzazione degli apporti termici, K, secondo il punto 9.2;

10) calcolare il fabbisogno termico, Qh, per tutti i periodi di calcolo, secondo il punto 9; 11) calcolare il fabbisogno termico annuale, Qh, secondo il punto 10; 12) calcolare il fabbisogno di energia per il riscaldamento, prendendo in considerazione le perdite dell’impianto di riscaldamento, secondo il punto 11.

5.3

Definizione dei confini e delle zone

5.3.1

Confine dell’ambiente riscaldato Il confine dell’ambiente riscaldato è costituito da tutti gli elementi edilizi che separano l’ambiente riscaldato dall’ambiente esterno o dalle zone adiacenti riscaldate o dagli ambienti non riscaldati.

5.3.2

Zone termiche

5.3.2.1

Calcolo relativo ad una zona termica singola Nel caso in cui l’ambiente riscaldato sia mantenuto dappertutto alla stessa temperatura e quando gli apporti interni e solari sono relativamente piccoli o uniformemente distribuiti in tutto l’edificio, si applica il procedimento di calcolo relativo ad una zona termica singola. La divisione in zone non è richiesta quando: a)

le temperature di regolazione delle singole zone non differiscono mai di oltre 4 K, e ci si attende che i rapporti apporti/perdite differiscano tra di loro di un valore minore di 0,4 (per esempio tra le zone a nord e quelle a sud), oppure

b)

è probabile che le porte che dividono le diverse zone siano frequentemente aperte.

In situazioni di questo tipo, anche se la temperatura di regolazione non è uniforme, si applica il metodo di calcolo relativo ad una zona termica singola. La temperatura interna da utilizzare, quindi, vale:

¦ H z Tiz z T i = -------------------

(1)

¦ Hz z

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Pagina 8

dove:

Tiz

è la temperatura di regolazione della zona z;

Hz

è il coefficiente di dispersione termica, secondo il punto 6, ma calcolato separatamente per ciascuna zona z.

In questo caso si deve scegliere un’unica modalità d’intermittenza.

5.3.2.2

Calcolo multi-zona Negli altri casi con differenze significative nelle temperature di regolazione o negli apporti termici, l’edificio è diviso in diverse zone. Se lo scopo del calcolo è stimare individualmente il fabbisogno termico di ogni zona, allora si deve utilizzare il procedimento di calcolo riportato nell’appendice B. Altrimenti, ogni zona può essere calcolata indipendentemente utilizzando il procedimento di calcolo relativo ad una zona singola ed assumendo confini adiabatici tra le zone. Il fabbisogno di energia dell’edificio è la sommatoria dei valori del fabbisogno di energia calcolati per le singole zone.

5.4

Dati di ingresso

5.4.1

Origine e tipologia dei dati di ingresso In mancanza di norme internazionali alle quali fare riferimento, le informazioni necessarie possono essere ottenute da norme nazionali o da altri documenti pertinenti, che dovrebbero essere sempre utilizzati quando disponibili. Le appendici informative della presente norma forniscono i valori o le metodologie per ricavare i valori nel caso in cui non siano disponibili in altro modo le informazioni necessarie. Per la previsione dei fabbisogni di energia o per la valutazione di conformità a regolamenti o specifiche tecniche, si devono utilizzare valori convenzionali, in modo tale da rendere i risultati confrontabili tra diversi edifici. Per l’ottimizzazione un edificio da progettare o la ristrutturazione di un edificio esistente, si deve effettuare la migliore stima possibile dei dati di ingresso per quel dato edificio (vedere appendice A). Tuttavia, se non sono disponibili dati più affidabili, si possono utilizzare, in prima approssimazione, i valori convenzionali. Le dimensioni fisiche dell’edificio devono essere consistenti per tutte le fasi del calcolo. È possibile riferirsi alle dimensioni interne, esterne o interne d’ingombro, ma lo stesso tipo di dimensioni deve essere mantenuto per l’intero calcolo il tipo di dimensioni utilizzate deve essere chiaramente indicato nella relazione di calcolo. Nota 1

Alcune trasmittanze termiche lineari dei ponti termici dipendono dal tipo di dimensione utilizzata. I dati di ingresso richiesti per il calcolo relativo ad un’unica zona termica sono riportati di seguito. Alcuni di questi dati possono essere diversi per ciascun periodo di calcolo (per esempio i fattori di correzione per ombreggiatura, le portate d’aria nei mesi freddi) e per ciascun periodo relativo ad una certa modalità d’intermittenza (per esempio la portata d’aria, la trasmittanza termica delle finestre a causa della chiusura delle imposte durante la notte). I dati di ingresso relativi alla dispersione termica sono HT

Nota 2

5.4.2

coefficiente di dispersione termica per trasmissione, calcolato secondo la EN ISO 13789.

Al contrario di quanto riportato nella EN ISO 13789 i valori medi giornalieri della trasmittanza termica delle finestre con imposte possono essere determinate in base ai valori forniti dalla EN ISO 10077-1, Thermal performance of windows, doors and shutters - Calculation of thermal trasmittance - Part 1: Simplified method. · portata d’aria attraverso l’edificio, inclusi i flussi d’aria verso e dagli ambienti non V riscaldati.

Dati di ingresso per gli apporti di calore )i apporti termici interni medi durante il periodo di calcolo. Per gli elementi vetrati dell’involucro, si devono raccogliere i seguenti dati, separatamente per ciascun orientamento (per esempio orizzontale, inclinato e verticale sud e nord):

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Nota

Aj

area dell’apertura realizzata sull’involucro dell’edificio per ciascuna finestra o porta;

FFj

fattore telaio, cioè la frazione trasparente dell’area Aj, non occupata da un telaio;

Fsj

fattore di correzione per ombreggiatura, cioè la frazione ombreggiata media dell’area Aj;

gj

trasmittanza energetica solare totale per radiazione solare.

Negli edifici non residenziali gli apporti interni variano in maniera rilevante tra i periodi di occupazione e quelli di non occupazione. Gli apporti possono essere prima calcolati per ogni periodo di occupazione e poi mediati, tenendo conto della durata di ogni periodo. Questo tipo di calcolo è spesso più semplice se eseguito su base settimanale. Devono essere raccolti dati aggiuntivi per i componenti che captano la radiazione solare, come l’isolamento trasparente, le pareti solari ventilate e le serre, così come per il calcolo dell’effetto del riscaldamento intermittente. I dati richiesti sono riportati nelle appendici E e F. L’appendice H fornisce alcune informazioni utili per la valutazione degli apporti solari.

5.4.3

Caratteristiche dinamiche

Nota

5.4.4

C

capacità termica dell’ambiente riscaldato, calcolata per il fabbisogno termico secondo il punto 9.2;

W

costante di tempo dell’ambiente riscaldato.

Si dovrebbe specificare C oppure W, non entrambi.

Dati di ingresso per il fabbisogno di energia Qhs perdite dell’impianto di riscaldamento.

5.4.5

Dati climatici Il metodo di calcolo richiede i seguenti dati climatici:

Nota

Te

media mensile o stagionale della temperatura esterna;

Is,j

irraggiamento solare totale mensile o stagionale per unità di superficie per ciascun orientamento j, in joule al metro quadrato.

È disponibile la norma EN ISO 15927-1, Hygrothermal performance of buildings - Calculation and presentation of climatic data - Part 1: Monthly and annual means of single meteorological elements.

6

RISCALDAMENTO INTERMITTENTE

6.1

Modalità d’intermittenza Quando si applica il riscaldamento intermittente il periodo(i) di calcolo deve essere suddiviso in periodi di riscaldamento normale alternati a periodi di riscaldamento ridotto (per esempio notti, fine settimana, periodi festivi). Tutti i periodi di riscaldamento normale devono essere caratterizzati dalla stessa temperatura di regolazione. Vi possono essere vari tipi di periodo di riscaldamento ridotto in base a diverse modalità. All’interno di ciascun periodo di calcolo, ogni tipo di periodo di riscaldamento ridotto è caratterizzato da: -

la sua durata;

-

il numero di volte in cui ricorre quel tipo di periodo di riscaldamento all’interno di un periodo di calcolo;

-

il modo corrispondente d’intermittenza (vedere punto 3.12);

-

quando pertinente, la temperatura d’attenuazione o la potenza termica ridotta;

-

il modo d’avviamento (vedere punto 3.12.5) e la potenza termica massima durante il periodo di avviamento.

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Nella figura 2 si riporta un esempio, in cui il periodo di calcolo comprende quattro periodi riscaldamento ridotto di tipo A (per esempio le notti) e un periodo di riscaldamento ridotto di tipo B (fine settimana). figura

2

Esempio di modalità d’intermittenza Legenda T Temperatura di regolazione t Tempo Periodo di calcolo tc

N A B

Periodo di riscaldamento normale Periodo di riscaldamento ridotto tipo A Periodo di riscaldamento ridotto tipo B

La suddivisione in periodi differenti non è richiesta quando: a)

le variazioni della temperatura di regolazione tra i periodi di riscaldamento normale e ridotto sono minori di 3 K: in questo caso può essere utilizzata la media pesata sul tempo delle temperature di regolazione;

b)

la costante di tempo dell’edificio (vedere punto 9.2.2) è maggiore più di tre volte della durata del periodo più lungo di riscaldamento ridotto: in questo caso si deve utilizzare la normale temperatura di regolazione per tutti i periodi;

c)

la costante di tempo dell’edificio è minore a 0,2 volte la durata del periodo più corto di riscaldamento a regime ridotto: in questo caso si può utilizzare la media pesata sul tempo delle temperature di regolazione.

Si suppone che l’impianto di riscaldamento fornisca una potenza termica sufficiente a permettere il riscaldamento intermittente.

6.2

Nota 1

Negli edifici non residenziali le variazioni della temperatura di regolazione e della portata di ventilazione sono spesso correlate all’occupazione. La suddivisione in differenti periodi facilita la valutazione della portata media d’aria in ciascuno di essi.

Nota 2

Poiché le modalità di riscaldamento sono solitamente definite su base settimanale, la loro definizione sarà facilitata se i calcoli saranno effettuati per una settimana di ciascun mese.

Temperatura interna corretta La temperatura interna corretta è la temperatura interna costante che darebbe luogo alla stessa dispersione termica ottenuta con il riscaldamento intermittente durante lo stesso periodo. Per ogni periodo di riscaldamento ridotto, la temperatura interna corretta deve essere calcolata utilizzando il procedimento definito nell’appendice C, per riduzioni giornaliere o settimanali, e in appendice D, per i periodi festivi. I valori di temperatura interna corretta possono anche essere specificati a livello nazionale, in base al tipo di edificio, di utilizzo dell’edificio, di impianto di riscaldamento, ecc.

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7

DISPERSIONE TERMICA (CALCOLO RELATIVO AD UNA SINGOLA ZONA)

7.1

Senza riscaldamento intermittente La dispersione termica totale, QL, di un edificio a singola zona termica, a temperatura interna uniforme e per un dato periodo di calcolo, è: Q L = H T i – T e t

(2)

dove:

Ti

è la temperatura di regolazione;

Te

è la temperatura esterna media durante il periodo di calcolo;

t

è la durata del periodo di calcolo;

H

è il coefficiente di dispersione termica dell’edificio, calcolato secondo il punto 7.3.

L’equazione (2) può essere adattata a livello nazionale per permettere l’utilizzo dei gradi giorno. Il risultato della relazione adattata deve, ciò nonostante, essere lo stesso dell’equazione (2) per qualunque edificio.

7.2

Con riscaldamento intermittente Se la suddivisione in differenti periodi di riscaldamento non è applicabile, vedere punto 7.1. Se la suddivisione in differenti periodi di riscaldamento è applicabile, la dispersione termica totale, QL, di un edificio a singola zona termica, a temperatura interna uniforme e per un dato periodo di calcolo, è calcolata mediante l’equazione (3): N

QL =

(3)

¦ N j H j Tiad,j – Te tj j=1

dove: N

è il numero di tipi di periodo di riscaldamento (per esempio 3 per normale, notturno e fine settimana);

Nj

è il numero di periodi di riscaldamento di ciascun tipo durante il periodo di calcolo;

Tiad,j è la temperatura interna corretta del periodo di riscaldamento j; tj

è la durata del periodo di riscaldamento j;

Hj

è il coefficiente di dispersione termica dell’edificio durante il periodo j, calcolato secondo il punto 7.3.

N

Nota

¦ Nj Hj

è uguale alla durata del periodo di calcolo.

j=1

Per alleggerire la scrittura, il pedice j è omesso qui di seguito. Ciò nonostante, quando è applicabile la suddivisione in periodi di riscaldamento, il calcolo deve essere eseguito per ogni periodo di riscaldamento.

7.3

Coefficiente di dispersione termica Il coefficiente di dispersione termica di un edificio a singola zona termica, a temperatura interna uniforme e per un dato periodo o sotto-periodo di calcolo, è definito dall’equazione (4): (4)

H = HT + H V dove: HT

è il coefficiente di dispersione termica per trasmissione, calcolato secondo la EN ISO 13789 (per gli elementi dell’involucro che incorporano dispositivi di ventilazione, vedere l’appendice E);

HV

è il coefficiente di dispersione termica per ventilazione (vedere punto 7.5).

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7.4

Edifici con significativa dispersione termica attraverso il terreno La EN ISO 13789 specifica che si dovrebbe utilizzare il metodo stazionario indicato nella EN ISO 13370 per includere la dispersione termica attraverso il terreno nel coefficiente di dispersione termica per trasmissione HT. Tuttavia, ciò potrebbe portare a sovrastimare del 30% - 40% le dispersioni termiche mensili attraverso il terreno in inverno e, se questa è una parte consistente della dispersione termica totale, si deve effettuare il calcolo dettagliato della dispersione termica attraverso il terreno secondo il punto B.1 della EN ISO 13370:1998. In questo caso la dispersione termica totale QL è data: -

senza la suddivisione in differenti periodi di riscaldamento, da: Q L = > H ' T i – T e + ) G @t

-

(5)

nel caso di suddivisione in differenti periodi di riscaldamento, da: N

QL =

¦ Nj Hj' T iad,j – Te tj + ) G t

(6)

j=1

dove: H' è calcolato secondo il punto 7.3, ma trascurando la dispersione termica attraverso il terreno;

)G è il flusso termico disperso attraverso il terreno calcolato secondo la EN ISO 13370.

7.5

Coefficiente di dipersione termica per ventilazione

7.5.1

Principi Il coefficiente di dispersione termica per ventilazione, H , è calcolato come: HV

· = Ua ca V

V

(7)

dove: · è la portata d’aria attraverso l’ambiente riscaldato; V

Uaca è la capacità termica dell’aria per unità di volume.

Nota 1

· · Se la portata d’aria, V , è espressa in metri cubi al secondo, allora Uaca | 1 200 J/(m3·K). Se V è espressa 3 in metri cubi all’ora, allora Uaca | 0,34 Wh/(m ·K). Si deve utilizzare la portata d’aria media su ciascun periodo di riscaldamento. · Per gli edifici residenziali, la portata d’aria, V , può essere calcolata secondo la EN 13465, oppure può essere specificata a livello nazionale in base al tipo di edificio, all’utilizzo dell’edificio, al clima, all’esposizione, ecc. · Per gli altri edifici, la portata d’aria, V , può essere calcolata secondo una appropriata norma internazionale, oppure specificata a livello nazionale in base al tipo di edificio, all’utilizzo dell’edificio, al clima, all’esposizione, ecc.

Nota 2

7.5.2

Se non diversamente specificato, si può utilizzare il metodo riportato nell’appendice G.

Recupero termico Il recupero termico dall’aria espulsa è preso in considerazione attraverso una riduzione della portata d’aria reale in proporzione all’efficienza del recupero termico. Questa efficienza è sempre minore dell’efficacia dello scambiatore di calore in sé. Essa deve tenere in considerazione le differenze tra le portate d’aria di mandata ed estrazione, delle perdite e delle infiltrazioni attraverso l’involucro dell’edificio e del ricircolo d’aria. Nota

7.6

Se non diversamente specificato, si può utilizzare il metodo riportato nell’appendice G.

Elementi particolari Sono necessari metodi specifici per calcolare la dispersione termica di alcuni elementi particolari, come le pareti solari ventilate ed altri elementi ventilati dell’involucro. Questi metodi sono riportati nell’appendice E.

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8

APPORTI TERMICI

8.1

Apporti termici interni Gli apporti termici interni, Qi, comprendono qualsiasi calore generato nell’ambiente riscaldato da sorgenti interne diverse dall’impianto di riscaldamento, per esempio: -

gli apporti dovuti al metabolismo degli occupanti;

-

il consumo energetico delle apparecchiature e degli apparecchi d’illuminazione.

Per il calcolo secondo la presente norma, sono da utilizzare i valori medi mensili o stagionali. In questo caso gli apporti termici interni sono calcolati attraverso l’equazione (8): Qi = [)i,h + (1-b) )i,u)] t = )i t

(8)

dove:

)i,h è la potenza media degli apporti interni negli ambienti riscaldati; )i,u è la potenza media degli apporti interni negli ambienti non riscaldati;

Nota

)i

è la potenza media degli apporti interni;

b

è il fattore di riduzione definito nella EN ISO 13789.

Esistono sostanziali variazioni tra gli utilizzatori e i climi, e i valori dovrebbero essere generalmente determinati su base nazionale. Se non diversamente specificato, per gli apporti interni possono essere utilizzati i valori convenzionali forniti nell’appendice K.

8.2

Apporti solari

8.2.1

Equazione di base Gli apporti solari dipendono dalla radiazione solare generalmente disponibile nella località interessata, dall’orientamento delle superfici soleggiate, dalla presenza di ombreggiatura permanente, dalle caratteristiche di trasmissione ed assorbimento solare delle superfici soleggiate. Le superfici soleggiate da prendere in considerazione sono le superfici vetrate, le pareti interne e i pavimenti delle serre, le pareti poste dietro una copertura trasparente o un isolante trasparente. Per le superfici opache esposte alla radiazione solare, vedere appendice F. Per un dato periodo di calcolo, gli apporti solari sono calcolati come: Qs =

¦ l sj ¦ Asnj j

n

+ 1 – b ¦ l sj ¦ A snj,u j

(9)

n

dove il primo termine si riferisce all’ambiente riscaldato e il secondo all’ambiente non riscaldato. Gli apporti solari negli ambienti non riscaldati sono moltiplicati per il fattore (1-b), dove b è il fattore di riduzione definito nella EN ISO 13789. Gli apporti termici delle serre sono calcolati come riportato nell’appendice F. In ogni termine, la prima sommatoria è riferita a tutti gli orientamenti, j, la seconda a tutte le superfici, n, esposte alla radiazione solare, e: Isj

è l’irraggiamento solare, vale a dire l’energia totale della radiazione solare globale che incide durante tutto il periodo di calcolo su una superficie di area 1 m2 avente orientamento j, in joule al metro quadrato;

Asnj è l’area di captazione efficace della superficie n avente orientamento j, cioè l’area di un corpo nero con lo stesso apporto solare della superficie considerata. Nota

Isj può essere sostituita da un fattore di orientamento che moltiplica la radiazione solare totale per unità di superficie riferita ad un singolo orientamento (per esempio verticale sud).

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Pagina 14

8.2.2

Area di captazione efficace degli elementi vetrati L’area efficace di un elemento vetrato dell’involucro (per esempio una finestra) è: (10)

A s = A FS FF g dove:

Nota

8.2.3

A

è l’area complessiva dell’elemento vetrato (per esempio l’area della finestra);

FS

è il fattore di correzione per ombreggiatura;

FF

è il fattore telaio, rapporto tra l’area trasparente e l’area totale dell’elemento vetrato;

g

è la trasmittanza energetica solare totale della vetrata, che tiene in considerazione la presenza di eventuali dispositivi permanenti di protezione solare.

Nel calcolo del fattore di correzione per ombreggiatura e della trasmittanza energetica solare totale delle vetrate, sono prese in considerazione solo le ombreggiature permanenti e i dispositivi permanenti di protezione solare.

Trasmittanza energetica solare delle vetrate In linea di principio, la trasmittanza energetica solare totale g nell’equazione (10) è il rapporto medio temporale tra l’energia che attraversa l’elemento non ombreggiato e quella che incide su di esso. Per le finestre o altri elementi vetrati dell’involucro, la ISO 9050 fornisce un metodo per ricavare la trasmittanza energetica solare per radiazione perpendicolare all’elemento vetrato. Questo valore, gA, è leggermente maggiore della trasmittanza media temporale, e si deve quindi utilizzare un fattore di correzione, Fw: (11)

g = F w gA Nota

I valori di g e le indicazioni per determinare il fattore di correzione sono riportati nell’appendice H, insieme a fattori di trasmissione solare tipici riferiti alla radiazione globale. La EN 13363-1 e il prEN 13363-2 forniscono metodi di determinazione della trasmittanza energetica solare totale delle vetrate attrezzate con dispositivi di protezione solare.

8.2.4

Fattori di correzione per ombreggiatura Il fattore di correzione per ombreggiatura, FS, variabile tra 0 e 1, rappresenta la riduzione della radiazione solare incidente dovuta all’ombreggiatura permanente della superficie interessata, risultante dai seguenti fattori: -

altri edifici;

-

topografia (colline, alberi ecc.);

-

aggetti;

-

altri elementi dello stesso edificio;

-

parte esterna della parete nella quale è collocato l’elemento vetrato.

Il fattore di correzione per ombreggiatura è definito come: l s,ps F S = -------ls

(12)

dove: Is,ps è la radiazione solare totale effettivamente incidente sul piano soleggiato in presenza dell’ombreggiatura permanente durante la stagione di riscaldamento; Is Nota

8.2.5

è la radiazione solare incidente senza ombreggiatura.

L’appendice H fornisce alcune informazioni sui fattori di correzione per ombreggiatura.

Elementi particolari Sono necessari metodi specifici per calcolare gli apporti solari di alcuni elementi passivi di captazione solare, come le serre non riscaldate, gli elementi opachi con isolamento trasparente e gli elementi ventilati dell’involucro. Questi metodi sono riportati nell’appendice F.

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Pagina 15

8.3

Apporti termici totali Gli apporti termici totali, Qg, sono: (13)

Qg = Qi + Qs

9

FABBISOGNO TERMICO

9.1

Generalità La dispersione termica, QL, e gli apporti termici, Qg sono calcolati per ciascun periodo di calcolo. Il fabbisogno termico per il riscaldamento è ricavato, per ciascun periodo di calcolo, come: Qh = QL - K Qg

(14)

ponendo QL= 0 e K = 0 quando la temperatura esterna media è maggiore della temperatura di regolazione. Il fattore di utilizzazione, K, è un fattore di riduzione degli apporti termici, introdotto per compensare la dispersione termica addizionale che probabilmente si verifica quando gli apporti termici superano la dispersione termica calcolata.

9.2

Fattore di utilizzazione degli apporti termici

9.2.1

Rapporto apporti/dispersioni Il rapporto apporti/dispersioni, J, è definito come: Q QL

J = ------g-

9.2.2

(15)

Costante di tempo dell’edificio Questa costante di tempo, W, caratterizza l’inerzia termica interna dell’ambiente riscaldato. Essa si calcola come: C H

W = ----

(16)

dove: C

è la capacità termica interna dell’edificio, calcolata secondo il punto 9.2.3;

H

è il coefficiente di dispersione termica dell’edificio, calcolato secondo il punto 7.3.

Valori convenzionali della costante di tempo possono anche essere specificati a livello nazionale.

9.2.3

Capacità termica interna dell’edificio La capacità termica interna dell’edificio, C, è calcolata sommando le capacità termiche di tutti gli elementi edilizi in contatto termico diretto con l’aria interna della zona in esame: C = 6 Fj Aj = 6j6i Uij cij dij Aj

(17)

dove:

Fj

è la capacità termica areica interna dell’elemento edilizio j;

Aj

è l’area dell’elemento j;

Uij

è la massa volumica del materiale dello strato i nell’elemento j;

cij

è il calore specifico del materiale dello strato i nell’elemento j;

dij

è lo spessore dello strato i nell’elemento j.

La sommatoria è riferita a tutti gli strati di ciascun elemento, partendo dalla superficie interna e fermandosi al primo dei tre punti seguenti: il primo strato isolante, lo spessore massimo indicato nel prospetto 3 o il centro dell’elemento edilizio.

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prospetto

3

Spessore massimo da considerare per il calcolo della capacità termica interna Applicazione

Spessore massimo cm

Determinazione del fattore di utilizzazione

10

Effetto dell’intermittenza

3

La capacità termica interna dell’edificio può anche essere calcolata come somma delle capacità termiche interne di tutti gli elementi edilizi, ognuno calcolato secondo la EN ISO 13786, o specificato a livello nazionale in base alla tipologia costruttiva. Questo valore può essere approssimato ed è accettabile una incertezza relativa di 10 volte superiore a quella della dispersione termica.

9.2.4

Fattore di utilizzazione Il fattore di utilizzazione è calcolato come: a

1–J se J z1: K = -----------------a+1 1–J

(18)

a se J = 1: K = ------------a+1

(19)

dove: a

è un parametro numerico dipendente dalla costante di tempo, W, definita come:

W W0

a = a 0 + -----

(20)

I valori di a0 e W0 sono forniti nel prospetto 4. Essi possono anche essere forniti a livello nazionale. prospetto

4

Valori del parametro numerico a0 e della costante di tempo di riferimento W0 a0

W0

1

15

metodo di calcolo stagionale

0,8

30

Edifici riscaldati solo durante il giorno (meno di 12 h al giorno) come edifici scolastici, per uffici, per riunioni e negozi

0,8

70

Tipo di edificio

h

Edifici riscaldati in modo continuo (più di 12 h al giorno) come edifici residenziali, alberghi, ospedali, case di cura e penitenziari I metodo di calcolo mensile

II

Nella figura 3 sono rappresentati i valori del fattore di utilizzazione per periodi di calcolo mensili e per varie costanti di tempo, rispettivamente per gli edifici tipo I e tipo II. Nota 1

Il fattore di utilizzazione è definito in modo indipendente dalle caratteristiche dell’impianto di riscaldamento, ipotizzando un regolazione perfetta della temperatura ed una flessibilità infinita.

Nota 2

Un impianto di riscaldamento che risponda lentamente ed un sistema di regolazione imperfetto possono influenzare in modo significativo l’utilizzo degli apporti.

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figura

3

Fattore di utilizzazione per costanti di tempo pari a 8 h, 1 d, 2 d, 1 settimana ed infinita, valido per il periodo di calcolo mensile di edifici riscaldati in modo continuo (edificio di tipo I, in alto), e per edifici riscaldati solo durante il giorno (edificio di tipo II, in basso) Legenda K Fattore di utilizzazione W Costante di tempo dell’edificio J Rapporto apporti/dispersioni

f 168W>h@ 48 W>h@ 24 8

10

FABBISOGNO TERMICO ANNUALE DELL’EDIFICIO

10.1

Metodo di calcolo mensile Il fabbisogno termico annuale è la sommatoria, riferita a tutti i mesi in cui il fabbisogno termico è positivo: Qh =

6n Qhn

(21)

Se la durata della stagione di riscaldamento è specificata a livello nazionale, la sommatoria è riferita alla sola stagione di riscaldamento indicata.

10.2

Metodo di calcolo stagionale Questo metodo può essere applicato solo agli edifici del tipo I.

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Il primo e l’ultimo giorno del periodo di riscaldamento, e quindi la sua durata e le sue condizioni meteorologiche medie, possono essere fissate a livello nazionale per una zona geografica e per tipologie edilizie. La stagione di riscaldamento comprende tutti i giorni per i quali l’apporto termico, calcolato con un fattore di utilizzazione convenzionale, K1, non bilancia la dispersione termica, cioè quando:

K 1 Q gd T ed d T id – ---------------

(22)

Ht d

dove:

Ted è la temperatura esterna media giornaliera; Tid

è la temperatura interna media giornaliera;

K1

è il fattore di utilizzazione convenzionale calcolato con J = 1;

Qgd sono gli apporti interni e solari medi giornalieri; H

è il coefficiente di dispersione termica dell’edificio;

td

è la durata del giorno, cioè 24 h o 86 400 s.

Gli apporti termici da inserire nell’equazione (22) possono essere ricavati da valori convenzionali nazionali o regionali della radiazione solare globale giornaliera, riferiti agli estremi della stagione di riscaldamento. I valori medi mensili di temperatura giornaliera e degli apporti termici sono attribuiti al quindicesimo giorno di ciascun mese. Si utilizza l’interpolazione lineare per ottenere i giorni limite per i quali l’equazione (22) è verificata. Il fabbisogno termico annuale per il riscaldamento ambiente è calcolato secondo il procedimento descritto nel punto 9, ponendo come periodo di calcolo l’intera stagione di riscaldamento.

11

FABBISOGNO DI ENERGIA PER IL RISCALDAMENTO AMBIENTE Su un dato periodo, il fabbisogno di energia per il riscaldamento (energia assorbita dall’impianto di riscaldamento), Q, è: Q = (Qh - Qr) + Qth

(23)

dove: Qh

è il fabbisogno termico calcolato secondo il punto 10;

Qr

è il calore recuperato dall’apparecchiatura ausiliaria, dagli impianti di riscaldamento e di produzione dell’acqua calda e dall’ambiente, incluse le fonti energetiche rinnovabili, quando non è già considerato come riduzione delle dispersioni;

Qth è il totale delle perdite di calore dell’impianto di riscaldamento, incluse le dispersioni termiche recuperate. Questo termine comprende anche la dispersione termica aggiuntiva dell’edificio dovuta alla distribuzione non uniforme della temperatura negli ambienti ed alla regolazione non ideale della temperatura ambiente, se esse non sono già state prese in considerazione attraverso il valore della temperatura di regolazione. In mancanza di una norma internazionale pertinente, il calore recuperato e le dispersioni termiche dell’impianto di riscaldamento sono definite e calcolate secondo informazioni nazionali.

12

RELAZIONE DI CALCOLO

12.1

Generalità Una relazione di calcolo che fornisca la stima del fabbisogno di energia annuale per il riscaldamento di un edificio, ricavato in conformità alla presente norma, deve contenere almeno le seguenti informazioni.

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Se il calcolo è eseguito per verificare la conformità a regolamenti, si utilizzano dati d’ingresso convenzionali specificati dai regolamenti e non si effettua alcuna analisi degli errori. In caso contrario, si deve indicare una stima dell’accuratezza dei dati d’ingresso e deve essere effettuata una analisi degli errori per stimare l’incertezza derivante da una accuratezza dei dati di ingresso.

12.2

Dati di ingresso Tutti i dati d’ingresso devono essere elencati e giustificati, per esempio citando il riferimento a norme internazionali o nazionali, oppure citando il riferimento a specifiche appendici della presente norma o ad altri documenti. Quando i dati di ingresso non sono quelli convenzionali, si deve inoltre fornire una stima dell’accuratezza dei dati di ingresso. Inoltre, la relazione di calcolo deve riportare: a)

il riferimento alla presente norma;

b)

l’obiettivo del calcolo (per esempio valutare la conformità a regolamenti, ottimizzare le prestazioni energetiche, stimare gli effetti di possibili misure di risparmio energetico, prevedere le esigenze di risorse energetiche su una data scala);

c)

una descrizione dell’edificio, della sua tipologia costruttiva e della sua ubicazione;

d)

la specificazione della suddivisione in zone, se presenti, vale a dire l’assegnazione dei vani a ciascuna zona;

e)

una nota che indichi se le dimensioni utilizzate siano interne, esterne o interne d’ingombro;

f)

una nota che indichi il metodo (mensile o stagionale) utilizzato e, se stagionale, la durata della stagione di riscaldamento;

g)

il profilo temporale ed i valori delle temperature di regolazione, nel caso in cui sia stato ipotizzato un funzionamento intermittente dell’impianto;

h)

una nota che indichi come è stato considerato ogni ponte termico.

12.3

Risultati

12.3.1

Per ciascuna zona dell’edificio e per ciascun periodo di calcolo

12.3.2

a)

dispersione termica totale;

b)

apporti termici interni;

c)

apporti solari;

d)

fabbisogno termico.

Per l’intero edificio a)

fabbisogno termico annuale;

b)

se richiesto, fabbisogno annuale di energia.

Nota 1

Indicazioni e commenti sull’accuratezza del metodo di calcolo sono riportati nell’appendice J.

Nota 2

Ulteriori informazioni possono essere richieste a livello nazionale.

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A APPLICAZIONE AGLI EDIFICI ESISTENTI

A.1

Applicazioni possibili La stima energetica di un edificio esistente può essere effettuata per diversi scopi, quali: a)

trasparenza in operazioni commerciali attraverso l’indicazione di un livello di prestazione energetica (dichiarazione energetica);

b)

ausilio nella programmazione di interventi di ristrutturazione, attraverso la previsione dei risparmi di energia conseguenti a vari interventi.

A differenza dei nuovi edifici, per quelli esistenti sono spesso disponibili informazioni aggiuntive, che possono essere utilizzate per rafforzare l’attendibilità dei risultati. Perciò lo schema di calcolo della presente norma deve essere adattato, quando possibile, per tenere conto di queste possibilità, così come di seguito descritto.

A.2

Stima dei dati Il consumo di energia dell’edificio esistente deve essere stimato il più accuratamente possibile, da dati documentati, bollette energetiche o misurazioni. Inoltre, qualunque altra informazione come i dati climatici reali, la permeabilità all’aria del fabbricato, i coefficienti di dispersione termica per trasmissione, i rendimenti dell’impianto di riscaldamento, le condizioni interne reali (occupazione, riscaldamento intermittente, temperature, ventilazione, ecc.) dovrebbe essere stimata attraverso rilevamenti, misurazioni o monitoraggi, purché questi dati siano disponibili ad un costo ragionevole. Si devono stimare gli intervalli di confidenza di tutti i dati. I dati d’ingresso che non possono essere misurati sono desunti dalla documentazione tecnica dell’edificio, da riferimenti nazionali o da norme. Nota

A.3

Il consumo di energia può essere correlato ai dati climatici attraverso la registrazione periodica dei consumi e delle temperature per un intervallo di tempo opportuno. Questi metodi si basano sulla modellazione completa dell’intero sistema, in modo eventualmente differente rispetto al modello utilizzato nella presente norma.

Calcoli Il consumo di energia dell’edificio esistente deve essere determinato secondo la presente norma, utilizzando dati d’ingresso raccolti secondo il punto A.2. Si devono stimare gli intervalli di confidenza del risultato e confrontarli con quelli relativi al consumo di energia misurato. Se entrambi gli intervalli di confidenza coincidono in modo significativo, si può assumere che il modello dell’edificio, inclusi i dati d’ingresso stimati, sia corretto. Se gli intervalli di confidenza non coincidono significativamente, si devono svolgere ulteriori indagini in luogo per verificare i dati o per introdurre nuovi fattori d’influenza che possono essere stati ignorati in precedenza e si deve ripetere il calcolo con la nuova serie di dati d’ingresso.

A.4

Dichiarazione energetica Per lo scopo a) (dichiarazione energetica), l’insieme dei dati d’ingresso è modificato utilizzando condizioni convenzionali d’occupazione e il fabbisogno di energia dell’edificio è nuovamente determinato.

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A.5

Pianificazione di interventi di ristrutturazione Per lo scopo b) (programmazione di interventi di ristrutturazione) si utilizzano nel calcolo i dati reali. Tuttavia, se si ritiene che l’edificio sia gestito in maniera difforme dal suo progetto (per esempio sopra- o sotto-riscaldato, sopra- o sotto-ventilato), nella programmazione degli interventi di ristrutturazione si devono utilizzare dati realistici al posto di quelli misurati. Come riferimento, il consumo dell’edificio così com’è, è calcolato utilizzando tali dati realistici. Quindi, l’insieme dei dati d’ingresso è modificato a seconda degli interventi di ristrutturazione programmati e il calcolo è eseguito nuovamente per ottenere l’effetto di questi interventi sul consumo di energia.

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B METODO DI CALCOLO MULTI-ZONA Se si utilizza il metodo multi-zona, si adotta il seguente procedimento, basato su periodi di calcolo mensili. 1)

Definire l’ambiente riscaldato, secondo il punto 5.3.1;

2)

definire le zone riscaldate secondo il punto 5.3.2. Per ciascuna zona, z, sono raccolti i dati d’ingresso secondo il punto 5.4. Inoltre, sono raccolti i dati relativi allo scambio tra zone. Essi sono: HT,zy · V zy

coefficiente di dispersione termica per trasmissione tra le zone z e y; portate d’aria nette tra zone;

3)

calcolare separatamente il coefficiente di dispersione termica di ciascuna zona, Hz, secondo il punto 7.3;

4)

determinare l’effetto del riscaldamento intermittente per ciascuna zona quando richiesto;

5)

determinare i coefficienti di scambio termico tra le zone z e y, Hzy, in modo simile, considerando lo scambio termico tra le zone per trasmissione (attraverso gli elementi edilizi ed il terreno) e ventilazione: · H zy = H T,zy + U a c a V zy

(B.1)

Quindi, per ciascun mese e per ciascuna zona, eseguire i punti da 6) a 10): 6)

Calcolare i flussi termici, incluso lo scambio termico per trasmissione e ventilazione verso e dalle zone adiacenti, e tra ciascuna zona e l’ambiente esterno, assumendo che la temperatura interna sia costante: QL,zy = Hzy(Tz - Ty)t e QL,z = 6yQL,zy + Hz (Ti - Te) t

(B.2)

7)

quando QL,z < 0, la zona z deve essere considerata come un ambiente non riscaldato ed il calcolo continuato dal punto 3 per le zone adiacenti;

8)

calcolare gli apporti interni e solari Qg,z secondo i punti 8.1 e 8.2;

9)

determinare il fattore di utilizzazione Kz secondo il punto 9.2;

10) calcolare il fabbisogno termico come differenza tra la dispersione termica e gli apporti utili: Qh,z = QL,z - Kz Qg,z

(B.3)

11) calcolare per ciascun mese il fabbisogno termico totale dell’edificio come sommatoria dei fabbisogni termici di ciascuna zona: Qh = 6 Qh,z

(B.4)

12) calcolare il fabbisogno termico annuale come sommatoria dei fabbisogni termici di ciascun mese; 13) calcolare il fabbisogno annuale di energia secondo il punto 10. La suddivisione in zone deve essere descritta nella relazione di calcolo.

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C.1

C

RISCALDAMENTO INTERMITTENTE - CALCOLO DELLA TEMPERATURA INTERNA CORRETTA

Introduzione Il procedimento descritto nella presente appendice permette il calcolo della temperatura interna corretta per una tipologia di periodo di riscaldamento ridotto (per esempio notte, fine settimana e periodi festivi). Esso si deve applicare a ciascuna tipologia di periodo di riscaldamento ridotto. Il procedimento è adatto agli impianti di riscaldamento nei quali la potenza termica erogata può essere fatta variare rapidamente in risposta alla variazione della richiesta di calore. Questo procedimento tende a sovrastimare gli effetti del riscaldamento intermittente per gli impianti di riscaldamento caratterizzati da una grande inerzia termica. Il procedimento considera, inoltre, un impianto di riscaldamento con una sufficiente potenzialità termica, tale da assicurare il preriscaldamento alla temperatura interna di progetto quando la temperatura esterna è uguale al suo valore esterno di progetto. Se l’impianto di riscaldamento non è stato sovradimensionato, nei mesi più freddi non si dovrebbe assumere un riscaldamento intermittente, ma piuttosto un riscaldamento continuo.

C.2

Dati di ingresso Per calcolare l’effetto del riscaldamento intermittente sono richieste le seguenti informazioni: Cih

capacità termica interna della zona per riscaldamento intermittente, calcolata utilizzando il procedimento descritto nel punto 9.2.3 con uno spessore massimo di 3 cm; C può anche essere fornita a livello nazionale, in base alla tipologia costruttiva;

Aj

area di ciascuna superficie che contribuisce alla capacità termica;

Rsij resistenza termica liminare interna in corrispondenza delle suddette superfici;

Ti0

temperatura di regolazione;

)2

potenza massima dell’impianto di riscaldamento, cioè la più bassa tra la potenza termica emessa e la potenza termica prodotta;

-

tipo di regolazione dell’impianto di riscaldamento durante i periodi di riscaldamento ridotto: spegnimento, potenza termica ridotta o attenuazione;

-

tipo di strategia di avviamento: prefissata o ottimizzata;

-

definizione della modalità d’intermittenza, includendo per ogni periodo di riscaldamento ridotto: to

durata complessiva del periodo di riscaldamento ridotto;

Hw coefficiente di dispersione termica per trasmissione di elementi leggeri, come finestre e porte; HV coefficiente di dispersione termica per ventilazione durante il periodo di riscaldamento ridotto; H2 coefficiente di dispersione termica totale dell’edificio durante il periodo di riscaldamento ridotto; t’’3 durata predefinita della fase d’avviamento nel modo d’avviamento di durata prefissata (vedere punto C.6). Per il funzionamento con attenuazione:

Ti2

temperatura di attenuazione

Per il funzionamento a potenza termica ridotta:

)1

potenza termica ridotta.

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C.3

Metodo Il metodo si basa sul calcolo dell’andamento della temperatura dell’edificio quando essa scende al di sotto del suo normale valore di regolazione. Questo andamento è calcolato utilizzando un modello di edificio con tre nodi rappresentativi degli ambienti interno ed esterno e della struttura dell’edificio (figura C.1). L’inerzia termica interna dell’edificio è rappresentata da una capacità la cui temperatura è quella della struttura. Gli scambi termici tra la struttura e l’ambiente esterno, tra la struttura e l’ambiente interno e direttamente tra gli ambienti interno ed esterno sono considerati separatamente. figura

C.1

Rappresentazione dell’equivalente elettrico di una zona Legenda Te Temperatura esterna Tc Temperatura della struttura Ti Temperatura interna )h Potenza termica Cih Capacità termica interna della zona in relazione al riscaldamento intermittente Coefficiente di dispersione termica diretta Hd Coefficiente di dispersione termica tra la struttura e l’ambiente esterno Hce Coefficiente di dispersione termica tra la struttura e l’ambiente riscaldato Hic

La struttura comprende tutti gli elementi edilizi interni ed esterni a contatto con l’ambiente riscaldato. Hd è il coefficiente di dispersione termica diretta per ventilazione e trasmissione attraverso gli elementi d’involucro leggeri. Hic è il coefficiente di dispersione termica tra la struttura e l’ambiente riscaldato. Hce è il coefficiente di dispersione termica tra la struttura e l’ambiente esterno, il cui valore è determinato in modo da ottenere il valore corretto del coefficiente di dispersione termica globale H. La temperatura della struttura è la media pesata delle temperature degli elementi strutturali interni ed esterni. Il metodo si basa sulla valutazione della durata di tre diverse fasi (figura C.2), una fase durante la quale il riscaldamento è spento oppure funziona a potenza termica ridotta, una possibile fase durante la quale è mantenuta una temperatura d’attenuazione ed una fase d’avviamento, durante la quale l’impianto di riscaldamento funziona a piena potenza e che termina quando la temperatura interna è uguale al suo valore di regolazione.

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figura

C.2

Profilo del riscaldamento intermittente, che riporta i periodi considerati A: funzionamento attenuato; B: spegnimento; C: potenza termica ridotta Legenda N Periodo di riscaldamento normale R Periodo di riscaldamento ridotto Ti Temperatura interna )h Potenza termica t Tempo Durata complessiva del periodo to di riscaldamento ridotto Durata del periodo di spegnimento o t1 del periodo di potenza termica ridotta Durata del periodo di attenuazione t2 Durata del periodo di avviamento t3

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Durata del periodo finale tra la fine dell’avviamento e la fine del periodo di riscaldamento ridotto (prossima a zero con l’avviamento ottimizzato) TI0 Temperatura di regolazione Ti1 Temperatura interna di equilibrio senza riscaldamento o con potenza termica ridotta T’i1 Temperatura interna all’inizio dell’avviamento, senza attenuazione Ti2 Temperatura d’attenuazione Ti3 Temperatura interna d’equilibrio con la massima potenza termica tf

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C.4

Caratteristiche dell’edificio I valori dei parametri considerati sono quelli relativi ai periodi di riscaldamento ridotto. Se alcuni parametri non hanno lo stesso valore in tutti questi periodi (per esempio se la portata media di ventilazione non è la stessa durante le notti ed i fine settimana), queste caratteristiche devono essere calcolate separatamente per ciascun periodo di riscaldamento ridotto. 1)

Calcolare il coefficiente di dispersione termica dell’edificio durante il periodo considerato, H2, secondo il punto 7.3, con i dati d’ingresso corrispondenti al periodo di riscaldamento ridotto (per esempio con la ventilazione ridotta e le imposte chiuse).

2)

Calcolare il coefficiente di scambio termico Hic tra la struttura e l’ambiente riscaldato: H ic =

Aj

¦ ------R sij

(C.1)

j

dove le finestre e le porte sono escluse dalla sommatoria, e: Aj è l’area dell’elemento j; Rsij è la resistenza termica liminare interna dell’elemento j. La sommatoria è estesa a tutti gli elementi, comprese le partizioni interne. Hic può essere specificata a livello nazionale per tipologie edilizie. 3)

Calcolare il coefficiente di dispersione termica diretta, Hd, dall’ambiente interno a quello esterno, per le strutture leggere (finestre e porte) e per il ricambio d’aria, con i dati d’ingresso corrispondenti al periodo ridotto: Hd = Hw + H V

(C.2)

dove il coefficiente di dispersione termica delle strutture leggere, Hw, è la sommatoria di tutti i coefficienti di dispersione termica di finestre e porte, e HV è il coefficiente di dispersione termica per ventilazione calcolato secondo il punto 7.5. 4)

Calcolare il coefficiente di dispersione termica tra la struttura e l’ambiente esterno Hce; H ic H 2 – H d H ce = -------------------------------------H ic – H 2 – H d

5)

(C.3)

Calcolare la frazione efficace della capacità termica ]: H H ic + H ce

ic [ = ----------------------

6)

(C.4)

Calcolare il rapporto, [, tra le variazioni relative, dovute ad un cambiamento della potenza termica delle differenze stazionarie tra la temperatura esterna, da un lato, e le temperature della struttura ed interna, dall’altro: H H ic + H d

ic [ = --------------------

7)

(C.5)

Calcolare la costante di tempo della temperatura della struttura dopo una variazione della potenza termica: ]C

W P = ----------ih[ H2

(C.6)

dove: Cih è la capacità termica interna efficace, calcolata come la sommatoria delle capacità interne di tutti gli elementi edilizi, ciascuna calcolata secondo il punto 9.2.3, con uno spessore massimo di 3 cm. La capacità termica efficace può anche essere specificata a livello nazionale in base alla tipologia costruttiva. Anche le costanti di tempo possono essere specificate a livello nazionale per tipologia edilizia.

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8)

Calcolare le costanti di tempo della temperatura della struttura dopo una variazione della temperatura dell’aria Wc. C H ce + H ic

ih W c = ----------------------

C.5

(C.7)

Calcolo della temperatura interna corretta Questo calcolo deve essere eseguito per ogni periodo di calcolo e per ciascun periodo di riscaldamento ridotto (per esempio notte o fine settimana). Si utilizza la seguente notazione:

Ti0

è la temperatura di regolazione;

Ti1

è la temperatura interna di equilibrio in assenza di riscaldamento o con potenza termica ridotta;

T ’i1 è la temperatura interna all’inizio della fase di avviamento, in assenza di attenuazione;

Ti2

è la temperatura di attenuazione;

Ti3

è la temperatura interna di equilibrio alla massima potenza termica;

Tc0 è la temperatura della struttura all’inizio del periodo di riscaldamento ridotto; Tc1 è la temperatura della struttura alla fine della fase di spegnimento o di potenza termica ridotta;

T ’c1 è la temperatura di equilibrio della struttura in assenza di riscaldamento o con potenza termica ridotta;

Tc2 è la temperatura della struttura alla fine della fase di attenuazione; T ’c2 è la temperatura di equilibrio della struttura in condizioni d’attenuazione; Tc3 è la temperatura della struttura alla fine della fase di avviamento; T ’c3 è la temperatura di equilibrio della struttura alla massima potenza termica; to

è la durata complessiva del periodo di riscaldamento ridotto;

t1

è la durata della fase di spegnimento o di potenza termica ridotta;

t’1

è la durata della fase di spegnimento o di potenza termica ridotta senza attenuazione;

t2

è la durata della fase di attenuazione;

t3

è la durata reale nella fase d’avviamento nel funzionamento con attenuazione;

t’3

è la durata della fase d’avviamento ottimizzato senza attenuazione;

t’’3

è la durata predefinita della fase d’avviamento nel caso d’avviamento di durata prefissata;

)1

è la potenza ridotta erogata dall’impianto di riscaldamento;

)2

è la massima potenza erogata dall’impianto di riscaldamento durante l’avviamento.

9)

Calcolare la temperatura della struttura, Tc0, all’inizio del periodo di riscaldamento ridotto:

Tc0 = Te + ](Ti0 - Te)

(C.8)

10) Calcolare la temperatura raggiunta dalla struttura in condizioni stazionarie quando la temperatura interna è mantenuta al suo valore di attenuazione Ti2:

T ’c2= Te + ](Ti2 - Te)

(C.9)

11) Calcolare le massime temperature interna e di struttura Ti3 e T ’c3 che potrebbero essere raggiunte con il riscaldamento a piena potenza:

) T i3 = T e + ------2-

(C.10)

H2

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T ’c3 = Te + ](Ti3 - Te)

(C.11)

12) Calcolare la minima temperatura interna che può essere raggiunta all’equilibrio: nel caso di spegnimento:

Ti1 = Te

(C.12)

nel caso di potenza termica ridotta (per esempio con una temperatura inferiore dell’acqua di riscaldamento):

) T i1 = T e + ------1-

(C.13)

H2

13) Calcolare la corrispondente temperatura di equilibrio della struttura interna:

T ’c1 = Te + ] (Ti1 - Te)

(C.14)

14) Avviamento ottimizzato: calcolare la durata della fase d’avviamento t’3 senza attenuazione: § · ¨ ¸ [ T ' c3 – T ' c1 t ' 3 = W p max. 0 ln ¨ ------------------------------------------------------------------------------------¸ to · ¸ ¨ T – T + [ T – T ' exp § – ---i0 c0 c1 © i3 © W P¹ ¹

(C.15)

15) Avviamento ottimizzato: calcolare la durata della fase di spegnimento o di potenza termica ridotta senza attenuazione: t’1 = to - t’3

(C.16)

16) Avviamento a durata prefissata: calcolare la durata della fase di spegnimento o di potenza termica ridotta senza attenuazione: t’1 = to - t’’3

(C.17)

t’’3 è un dato d’ingresso o, se non noto, è calcolata secondo il punto C.6. Se t’3 o t’’3 sono troppo lunghi (per esempio più di 1 h o 2 h), la potenza di picco dell’impianto di riscaldamento non è sufficiente. Essa deve essere incrementata prima di procedere oltre. 17) Calcolare la temperatura interna, T ’i1, raggiunta all’inizio della fase d’avviamento senza attenuazione: t'

T ' i1 = T i1 + [ T c0 – T ' c1 exp §© – -----1-·¹ WP

(C.18)

18) Nel funzionamento con attenuazione e se TL > T ’i1 , andare al punto 23. 19) Calcolare la temperatura raggiunta dalla struttura all’inizio della fase d’avviamento senza attenuazione: se t’1 = 0 allora Tc1 = Tc0

(C.19)

T ' i1 – T i1 altrimenti T c1 = T ' c1 + ----------------------

(C.20)

[

20) Dal momento che non vi è attenuazione, la durata del periodo di attenuazione è 0 e la temperatura della struttura alla fine della fase d’attenuazione Tc2 è quella raggiunta alla fine della fase di spegnimento: t2 = 0 e Tc2 = Tc1

(C.21)

21) Avviamento ottimizzato: andare al punto 29. 22) Avviamento a durata prefissata: andare al punto 27. 23) Nel funzionamento con attenuazione, calcolare il tempo, t1, impiegato per raggiungere la temperatura d’attenuazione:

[ T c0 – T ' c1 t 1 = W P max. 0 ln § --------------------------------· © T i2 – T i1 ¹

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(C.22)

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24) Calcolare la temperatura della struttura alla fine del periodo sopra calcolato, Tc1: se t1 = 0 allora Tc1 = Tc

(C.23)

T i2 – T i1 altrimenti T c1 = T ' c1 + -------------------

(C.24)

[

25) Calcolare la durata della fase d’avviamento, t2:

[ T ' c3 – T ' c2 ½ avviamento ottimizzato t 2 = max. ® 0 t o – t 1 – max. 0 W P ln § -----------------------------------· ¾ (C.25) © T i3 – T i0 ¹ ¯ ¿ avviamento a durata prefissata t2 = to - (t1 + t’’3)

(C.26)

dove: t’’3 può essere calcolato secondo il punto C.6 se non è noto. 26) Calcolare la temperatura della struttura alla fine della fase d’attenuazione, Tc2: se t2 è minore o uguale a 0 allora t2 = 0 e Tc2 = Tc1 t altrimenti T c2 = T ' c2 + T c1 – T ' c2 exp § – ----2-· © W P¹

(C.27)

27) Calcolare la durata reale della fase d’avviamento t3:

[ T ' c3 – T ' c2 t 3 = max. 0 W P ln § -----------------------------------· © T i3 – T i0 ¹

(C.28)

Il valore qui calcolato può essere diverso da quello di t’’3. 28) Avviamento a durata prefissata: se t3 è maggiore di t’’3 allora incrementare t’’3 e svolgere nuovamente l’intero calcolo. 29) Calcolare la temperatura della struttura alla fine della fase d’avviamento Tc3. Se t3 = 0 allora Tc3 = Tc2

(C.29)

T i0 – T i3 altrimenti T c3 = T ' c3 + -------------------

(C.30)

[

30) Calcolare il tempo rimanente tra la fine dell’avviamento e la fine del periodo di riscaldamento ridotto: t4 = to - ( t1 + t2 + t3)

(C.31)

31) Calcolare la temperatura interna corretta: 1 to

Tiad = [ ---- (Ti1 t1+ Ti2 t2 + Ti3 t3 + Ti0 t4) + [WP (Tc0 - Tc1 + Tc2 - Tc3)]

C.6

(C.32)

Tempo d’avviamento La durata del periodo prefissato d’avviamento t’’3 può essere stimata come segue: 1)

specificare il valore, Te0, della temperatura esterna per la quale il periodo d’avviamento deve essere calcolato;

2)

applicare il procedimento di calcolo del punto C.5 con l’avviamento ottimizzato e con

Te = Te0 3)

(C.33)

una stima di t’’3 si ottiene mediante l’equazione (C.28) con t’’3 = t3.

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D CALCOLO IN PRESENZA DI PERIODO FESTIVO In alcuni edifici, come le scuole, i periodi festivi durante la stagione di riscaldamento portano ad una riduzione della dispersione termica, del fabbisogno termico e del fabbisogno di energia per il riscaldamento. Per tenere conto dei periodi festivi si deve applicare il metodo seguente. Si deve considerare un solo periodo festivo, di durata specifica t’ (t' d t), per ciascun singolo mese. 1)

Calcolare il fabbisogno termico, Qhm0, per un mese normale (senza festività), seguendo il metodo descritto nei punti da 5 a 9.

2)

Calcolare il fabbisogno termico, Qh1, per il periodo festivo nel mese considerato. Il metodo descritto nei punti da 5 a 9 è applicato con un periodo di calcolo uguale al periodo festivo.

3)

Calcolare il fabbisogno termico risultante, Qhm1, per il mese considerato: t – t' Q hm1 = ----------- Q hm0 + Q h1 t

4)

(D.1)

Calcolare il fabbisogno termico annuale come sommatoria dei fabbisogni termici mensili.

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E DISPERSIONE TERMICA DI ELEMENTI PARTICOLARI DELL’INVOLUCRO

E.1

Pareti solari ventilate (muri Trombe)

E.1.1

Generalità figura

E.1

Percorso del flusso d’aria in una parete solare ventilata

Le indicazioni seguenti si applicano alle pareti progettate per captare l’energia solare, secondo la figura E.1, dove -

il flusso d’aria è automaticamente interrotto quando lo strato d’aria è più freddo dell’ambiente riscaldato e; · la portata d’aria è fissata meccanicamente ad un valore costante, V , quando lo strato d’aria è più caldo dell’ambiente riscaldato.

Il coefficiente di dispersione termica di una parete come questa è: H = H0 + 'H

(E.1)

dove: H0

è il coefficiente di dispersione termica della parete non ventilata;

'H è un coefficiente di scambio termico aggiuntivo da calcolare secondo il punto E.1.3.

E.1.2

Dati richiesti A

area della parete solare ventilata;

Ri

resistenza termica interna della parete, tra lo strato d’aria e l’ambiente interno;

Re

resistenza termica esterna della parete, tra lo strato d’aria e l’ambiente esterno;

Rl · V

resistenza termica dello strato d’aria;

hc e hr

rispettivamente i coefficienti di scambio termico liminare convettivo e radiante nello strato d’aria;

Qg,sw

apporti solari dello strato d’aria durante il periodo di calcolo: Qg,sw = Iw As,sw

QL,al

dispersione termica dello strato d’aria durante il periodo di calcolo: QL,al = Ue A (Ti - Te ) t

valore prefissato della portata d’aria attraverso lo strato ventilato;

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E.1.3

Metodo di calcolo Il calcolo della dispersione termica si basa sulla temperatura di regolazione e su quella esterna. Gli apporti solari sono calcolati secondo il punto F.3 nell’appendice F. Il coefficiente di scambio termico aggiuntivo di una parete come questa è calcolato come: · U 2 H = U a c a V ------e GN Ui

(E.2)

dove:

U a ca

è definito nel punto 7.5.1;

Ui e Ue sono le trasmittanze termiche interna ed esterna: 1 1 U i = ----------------- e U e = ------------------Rl R R i + ----R e + -----l 2 2

G

(E.3)

è il rapporto tra la differenza cumulata di temperatura interna-esterna quando l’impianto di ventilazione è in funzione ed il suo valore relativo all’intero periodo di calcolo. Esso è rappresentato in figura E.2.

Il rapporto può essere calcolato come:

G = 0,3 J al + 0,03 0,0003

J al

– 1

(E.4)

dove:

Jal

è il rapporto tra gli apporti solari Qg,sw e la dispersione termica dello strato d’aria, Ql,al durante il periodo di calcolo;

N

è un fattore definito come: – AZ

N = 1 – exp §© ---------------·-·¹ Ua ca V

(E.5)

dove Z è un parametro definito come: hr 1 1 --- = ------------------------------ + -----------------Z h c h c + 2h r U i + U e figura

E.2

(E.6)

Rapporto G tra la differenza cumulata di temperatura interna-esterna quando l’impianto di ventilazione è in funzione ed il suo valore relativo all’intero periodo di calcolo, espresso in funzione del rapporto apporti/dispersioni dello strato d’aria, Jal

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E.2

Elementi d’involucro ventilati

E.2.1

Generalità Fare circolare l’aria di ventilazione all’interno di parti dell’involucro edilizio (parete, finestra, tetto) riduce le dispersioni termiche globali mediante un recupero termico, sebbene aumenti la dispersione termica per trasmissione in questi elementi dell’involucro edilizio. Questo effetto globale può essere espresso attraverso uno scambiatore di calore equivalente tra l’aria di espulsione e di mandata. L’efficienza di questo scambiatore di calore equivalente può essere calcolata con il metodo semplificato fornito nel punto E.2.2, che è applicabile nelle condizioni seguenti: il flusso d’aria è parallelo alla superficie dell’involucro (vedere figura E.3);

-

lo spessore dello strato d’aria è compreso tra 15 mm e 100 mm;

-

la permeabilità all’aria delle parti restanti dell’involucro è bassa, in modo tale che la maggior parte (circa il 90%) dell’aria circolante attraverso l’edificio passi attraverso l’elemento d’involucro ventilato;

-

l’impianto di ventilazione rispetta i requisiti riportati nel prospetto E.1;

-

la mandata d’aria, se naturale, è controllata attraverso prese d’aria regolabili o auto regolate situate sulla parte interna dell’involucro.

figura

E.3

Percorso dell’aria nella parete

prospetto

E.1

Requisiti di ventilazione per l’applicazione del metodo

Nota

E.2.2

-

Classe di schermatura

Requisito

Nessuna schermatura

Espulsione e mandata meccaniche

Schermatura moderata

Espulsione o mandata meccaniche

Schermatura consistente

Nessun requisito

Il presente metodo si applica principalmente quando l’aria di mandata circola all’interno degli elementi d’involucro. Si può anche utilizzare l’aria espulsa, a condizione che siano prese adeguate misure per evitare fenomeni di condensazione.

Metodo di calcolo Il fattore d’efficienza dello scambiatore di calore equivalente aria-aria è: 2

U Ui Ue

0 K v = -----------N

(E.7)

dove: Ui e Ue

sono rispettivamente le trasmittanze termiche delle parti interna ed esterna dell’elemento d’involucro contenente lo spazio d’aria;

U0

è la trasmittanza termica di questo elemento d’involucro, assumendo che lo spazio d’aria non sia ventilato;

N

è il fattore definito dall’equazione (E.5).

Il fattore d’efficienza dello scambiatore di calore equivalente aria-aria è sempre minore di 0,25.

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F APPORTI SOLARI DI ELEMENTI PARTICOLARI

F.1

Serra non riscaldata

F.1.1

Generalità Quanto segue si applica a serre non riscaldate adiacenti ad un ambiente riscaldato, quali giardini d’inverno e serre addossate, separate dall’ambiente riscaldato attraverso una parete divisoria. Se la serra è riscaldata, o se c’è un’apertura permanente tra l’ambiente riscaldato e la serra, essa deve essere considerata come parte dell’ambiente riscaldato e la presente appendice non si applica. L’area da considerare per le dispersioni e gli apporti solari è quella dell’involucro esterno della serra.

F.1.2

Dati richiesti Si devono raccogliere i dati seguenti relativi alla parte trasparente della parete divisoria (pedice w) ed all’involucro esterno della serra (pedice e): FF

fattore telaio;

FS

fattore di correzione per ombreggiatura;

g

trasmittanza energetica solare totale efficace della vetrata;

Aw

area delle finestre e delle porte vetrate nella parete divisoria;

Ae

area dell’involucro della serra.

Inoltre, si devono stimare i dati seguenti: Aj

area di ciascuna superficie, j, che assorbe la radiazione solare nella serra (terreno, pareti opache; la parte opaca della parete divisoria è identificata dal pedice p);

Dj

fattore medio di assorbimento solare della superficie assorbente j nella serra;

Ii

irraggiamento solare sulla superficie i durante il/i periodo/i di calcolo;

Up

trasmittanza termica della parte opaca della parete divisoria;

Upe trasmittanza termica tra la superficie assorbente di questa parete e la serra. figura

F.1

Serra addossata con apporti e coefficienti di dispersione termica, e circuito elettrico equivalente

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F.1.3

Metodo di calcolo La dispersione termica è calcolata secondo il punto 5 per un ambiente non riscaldato. Gli apporti solari entranti nell’ambiente riscaldato attraverso la serra, Qss, sono la somma degli apporti diretti attraverso la parete divisoria, Qsd, e degli apporti indiretti, Qsi, dalla serra riscaldata dal sole: Qss = Qsd + Qsi

(F.1)

In prima approssimazione, si assume che le superfici assorbenti siano tutte ombreggiate in proporzione uguale dagli ostacoli esterni e dall’involucro esterno della serra. Gli apporti solari diretti Qsd sono la somma degli apporti attraverso le parti trasparente (pedice w) ed opaca (pedice p) della parete divisoria: Up · Qsd = Ip FS FFe ge § F Fw g w A w + D p A p -------© U pe¹

(F.2)

Gli apporti indiretti sono calcolati sommando gli apporti solari di ciascuna superficie assorbente, j, nella serra, ma deducendo gli apporti diretti attraverso la parte opaca della parete divisoria: § Up · Qsi = (1 - b) FS FFe ge ¨ ¦ l j a j A j – l p D p A p --------¸ U pe¹ © j

(F.3)

Il fattore di ponderazione (1-b), definito nella EN ISO 13789, è la parte degli apporti solari della serra che entra nell’ambiente riscaldato attraverso la parete divisoria.

F.2

Elementi opachi con isolamento trasparente

F.2.1

Dati d’ingresso richiesti A

area totale dell’elemento;

At

area dell’elemento coperta dall’isolamento trasparente;

Ri

resistenza termica dell’elemento opaco dietro l’isolamento trasparente;

Rt

resistenza termica dell’isolamento trasparente;

gt,A trasmittanza energetica solare totale dell’isolamento trasparente (incidenza normale); gt,h trasmittanza energetica solare totale dell’isolamento trasparente (incidenza diffusa-emisferica); Ral

resistenza termica dello strato d’aria (chiuso) tra l’elemento opaco e l’isolamento trasparente;

Rsi

resistenza termica liminare interna;

Rse resistenza termica liminare esterna; FS

fattore di correzione per ombreggiatura.

In funzione del tipo di isolamento trasparente, è richiesto il valore della seguente grandezza (non è richiesto per prodotti che includono un assorbitore solare):

D

F.2.2

Coefficiente di assorbimento dell’elemento opaco dietro l’isolamento trasparente.

Proprietà derivate U

trasmittanza termica dell’elemento, da ambiente ad ambiente;

Ute trasmittanza termica esterna dell’elemento, dalla superficie che si affaccia verso l’isolante trasparente fino all’ambiente esterno; gt

trasmittanza energetica solare totale efficace dell’isolante trasparente;

FF

fattore di riduzione dovuto all’area del telaio non trasparente dell’isolamento trasparente.

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F.2.3

Metodo di calcolo La dispersione termica è calcolata secondo il punto 7, come per gli elementi d’involucro ordinari, inclusi gli eventuali ponti termici nelle strutture intelaiate. Gli apporti solari di un elemento opaco con isolamento trasparente, avente l’orientamento j, sono calcolati per il mese m secondo il punto 8.2 utilizzando un’area di captazione efficace. Il fattore di riduzione dovuto al telaio è determinato in funzione dell’area totale dell’elemento, A: A F F = -----t A

(F.4)

Per calcolare il fattore di efficienza sono necessarie le seguenti trasmittanze termiche: 1 U te = ----------------------------------R se + R t + R al

(F.5)

1 U = ------------------------------------------------------------R se + R t + R al + R i + R si

Il calcolo della trasmittanza energetica solare totale efficace dipende dal tipo di isolamento trasparente. Si prende in considerazione l’angolo di incidenza della radiazione solare diretta, utilizzando i coefficienti cj,m del prospetto F.1. Per i prodotti con trasmittanza energetica solare non trascurabile, il valore efficace è proporzionale al coefficiente di assorbimento dell’elemento opaco posto dietro l’isolamento trasparente: g t,j,m = D g t,h – c j,m g t,A

(F.6)

Nel caso di isolamento trasparente con trasmittanza solare trascurabile (per esempio prodotti che includono un assorbitore solare) deve essere modificato solo il valore determinato dalle misurazioni per tenere conto della resistenza termica, Rg, della lama d’aria tra l’isolamento trasparente e l’elemento opaco: R se + R t - g – c j,m g t,A g Tl,j,m = --------------------------------R se + R t + R g t,h

(F.7)

L’area di captazione efficace per l’orientamento j e per il mese m è: U As,j ,m = A FS FF ----- gt,j,m Ut

(F.8)

Gli apporti sono sommati agli altri apporti solari. prospetto

F.1

Coefficienti cj,m per il calcolo della trasmittanza energetica solare totale efficace dell’isolamento trasparente utilizzando i valori misurati per incidenza normale ed emisferica (per pareti verticali)

Gen.

Feb.

Mar.

Apr.

Mag.

Giu.

Lug.

Ago.

Sett.

Ott.

Nov.

Dic.

S

-0,105

-0,067

-0,023

0,042

0,073

0,089

0,094

0,062

0,005

-0,054

-0,093

-0,105

SO/SE

-0,034

-0,027

-0,010

0,002

0,022

0,037

0,036

0,013

-0,015

-0,025

-0,034

-0,026

O/E

0,054

0,033

0,016

-0,012

-0,005

-0,002

-0,012

-0,007

-0,001

0,024

0,049

0,052

NE/NO

0,002

0,008

0,016

0,030

0,018

0,013

0,013

0,024

0,033

0,014

0,004

0,000

N

0,000

0,000

0,000

0,011

0,021

0,031

0,042

0,012

0,000

0,000

0,000

0,000

F.3

Pareti solari ventilate (muri Trombe)

F.3.1

Dati richiesti Quanto segue si applica alle pareti solari ventilate, così come definite nel punto E.1. In aggiunta ai dati elencati nel punto E.1.2, sono necessari i seguenti dati d’ingresso: FF

fattore telaio;

FS


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F.3.2

D

coefficiente di assorbimento della superficie posta dietro lo strato d’aria;

g

trasmittanza energetica solare totale della vetrata che copre lo strato d’aria.

Metodo di calcolo La dispersione termica aggiuntiva per le pareti solari ventilate è calcolata secondo il punto E.2. Gli apporti solari sono calcolati secondo il punto 8.2 utilizzando un’area di captazione efficace, As: a)

se lo strato ventilato è coperto da uno strato esterno opaco: · U U V A s = A D F S F F ------0 1 + ------02 U a c a ---- NZ he A U

(F.9)

i

dove: Ui e N

sono calcolate secondo il punto E.1.3;

Z

è il rapporto tra la radiazione solare totale incidente sull’elemento quando lo strato d’aria è aperto e la radiazione solare totale durante l’intero periodo di calcolo; Z è riportata nella figura F 2. Essa può essere calcolata come:

Z = 1 – exp – 22 J al

(F.10)

dove Jal è il rapporto apporti/dispersioni dello strato d’aria durante il periodo di calcolo definito nel punto E.1.3. 1 U 0 = -----------------------------Ri + Rl + Re

(F.11)

è la trasmittanza termica della parete. figura

F.2

Rapporto Ztra la radiazione solare totale incidente sull’elemento quando lo strato d’aria è aperto e la radiazione solare totale durante il periodo di calcolo, espresso in funzione del rapporto apporti/dispersioni dello strato d’aria,Jal

b)

se lo strato d’aria è coperto dalla vetrata: 2 · U0 Ri V A s = A D F S F F g w U 0 R e + ----------- U a c a ---- NZ Ui Ue A

Nota

(F.12)

Questo procedimento è implicito: le equazioni (F.9) e (F.10) dovrebbero essere risolte attraverso un procedimento iterativo per calcolare gli apporti solari, iniziando con Jal = 1.

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F.4

Elementi d’involucro ventilati

F.4.1

Generalità Se l’aria di mandata della essere riscaldata da un l’elemento (vedere punto pannello opaco esterno o coperto da una vetrata.

F.4.2

ventilazione passa attraverso elementi d’involucro, essa può lato per dispersione termica per trasmissione attraverso E.2) e dall’altro lato per la radiazione solare assorbita dal dalla superficie interna dello strato d’aria, se questo strato è

Dati richiesti In aggiunta ai dati elencati nel punto E.2.2, sono necessari i seguenti dati d’ingresso:

F.4.3

A

area dell’elemento;

FF

fattore telaio;

FS


a

coefficiente di assorbimento della superficie che riceve la radiazione solare;

Ri

resistenza termica interna della parete, tra lo strato d’aria e l’ambiente interno;

Re

resistenza termica esterna della parete, tra lo strato d’aria e l’ambiente esterno;

Rl · V

resistenza termica dello strato d’aria;

he

coefficiente di scambio termico liminare sulla superficie esterna;

g

trasmittanza energetica solare totale della vetrata che copre lo strato d’aria;

hc

coefficiente di scambio termico liminare convettivo nello strato d’aria;

hr

coefficiente di scambio termico liminare radiante nello strato d’aria.

portata d’aria attraverso lo strato ventilato;

Metodo di calcolo L’efficienza dello scambiatore di calore equivalente è calcolata secondo il punto E.2. Gli apporti solari sono calcolati secondo il punto 8.2 con le seguenti aree di captazione efficaci: a) se lo strato ventilato è coperto da uno strato esterno opaco: · U U V A s = A D F S F F ------0 1 + ------02 U a c a ---- N he A U

(F.13)

i

b) se lo strato ventilato è coperto da una vetrata: 2 · U0 Ri V A s = A D F S F F g w U 0 R e + ----------- U a c a ---- N Ui Ue A

F.5

APPORTI SOLARI DEGLI ELEMENTI D’INVOLUCRO OPACHI

F.5.1

Generalità

(F.14)

Gli apporti solari netti annuali degli elementi opachi senza isolamento trasparente costituiscono una piccola parte degli apporti solari totali e sono parzialmente compensati dalle dispersioni per irraggiamento dall’edificio verso il cielo sereno. Essi possono pertanto essere trascurati. Gli apporti solari degli elementi opachi con isolamento trasparente sono trattati nel punto F.2. Se, tuttavia, si suppone che gli apporti solari attraverso gli elementi opachi siano rilevanti, per esempio per superfici scure ed isolate male, o se si suppone che le dispersioni per irraggiamento di un qualunque elemento dell’involucro siano rilevanti, per esempio vaste

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superfici esposte alla volta celeste, gli apporti e le dispersioni di tutti gli elementi d’involucro (opachi e trasparenti) devono prendere in considerazione il bilancio radiante tra la radiazione a bassa lunghezza d’onda e quella ad alta lunghezza d’onda.

F.5.2

Dati richiesti U

trasmittanza termica dell’elemento;

A

area totale dell’elemento;

Rse resistenza liminare esterna dell’elemento;

D

coefficiente di assorbimento dell’elemento relativo alla radiazione solare;

Ij

irraggiamento solare relativo all’orientamento j;

Ff

fattore di forma tra l’elemento e la volta celeste (1 per tetto orizzontale non ombreggiato, 0,5 per parete verticale non ombreggiata);

hr

coefficiente di irraggiamento esterno;

'Ter scarto medio tra la temperatura dell’aria esterna e la temperatura apparente della volta celeste; t

F.5.3

durata del periodo di calcolo.

Metodo di calcolo La dispersione netta di un elemento opaco senza copertura trasparente, avente orientamento j, è calcolata come: QL= U A Rse (Ff hr 'Ter tD Ij)

(F.15)

Il coefficiente di irraggiamento esterno hr è: hr = 4 HV (Tss + 273)3

(F.16)

dove:

H

è l’emissività della superficie esterna relativa alla radiazione termica;

V

è la costante di Stefan-Boltzmann: V = 5,67 u 10-8 W/(m2·K4);

Tss è la media aritmetica tra la temperatura della superficie e quella della volta celeste. In prima approssimazione, hr si può assumere pari a 5 H>W/(m2·K)], che corrisponde ad una temperatura media di 10 °C. Quando la temperatura della volta celeste non è disponibile tra i dati climatici, la differenza 'Ter tra la temperatura dell’aria esterna e la temperatura della volta celeste si dovrebbe assumere pari a 9 K nelle aree sub-polari, 13 K ai tropici e 11 K nelle zone intermedie. La dispersione netta è aggiunta alle altre dispersioni.

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G.1

G PORTATE D’ARIA DI VENTILAZIONE

Generalità Se non diversamente specificato in norme internazionali o in regolamenti nazionali, la presente appendice può essere utilizzata per calcolare la portata d’aria negli edifici.

G.2

Portata di ventilazione minima Per ragioni di comfort ed igieniche è necessaria una portata minima di ventilazione quando l’edificio è occupato. Questa portata minima di ventilazione può essere determinata su base nazionale, in funzione della tipologia edilizia e delle modalità di occupazione dell’edificio. Valori tipici sono: · V min = 0,3 h-1 V [m3/h], dove V è il volume ventilato, per gli edifici residenziali; ·· V min = 15 m3/h a persona (durante l’occupazione) per gli edifici non residenziali.

G.3

Ventilazione naturale La portata totale di ventilazione è determinata quale la maggiore tra la portata minima di · ·· ventilazione V min e la portata di ventilazione di progetto V d · · ·· (G.1) V = max [ V min ; V d ] Se non sono disponibili informazioni a livello nazionale, il tasso di ricambio d’aria negli edifici residenziali può essere stimato dai prospetti G.2 o G.3.

G.4

Impianti di ventilazione meccanica La portata totale d’aria è determinata come somma della portata di ventilazione determinata dalle portate d’aria medie attraverso i ventilatori dell’impianto quando questi · · sono in funzione, V f , e di una portata d’aria addizionale, V x , indotta dal vento e dall’effetto camino attraverso le aperture di ventilazione e le fessure d’infiltrazione: · · · V = Vf + Vx

(G.2)

· Per gli impianti di sola mandata o espulsione, V f è uguale alla portata d’aria di mandata, ·· · V sup , o alla portata d’aria di espulsione, V ex . · Per gli impianti di ventilazione bilanciati, V f è uguale alla maggiore tra la portata d’aria di · ·· mandata, V sup , e la portata d’aria di espulsione, V ex . · La portata d’aria aggiuntiva, V x , può essere calcolata come: Vn 50 e · V x = ---------------------------------------------· · 2f V sup – V ex 1 + --- ------------------------e Vn 50

(G.3)

dove: n50

è il tasso di ricambio d’aria risultante da una differenza di pressione di 50 Pa tra l’interno e l’esterno, includendo gli effetti delle prese d’aria;

e e f sono coefficienti di schermatura che possono essere ricavati dal prospetto G.4.

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Se la ventilazione meccanica è accesa per una parte del tempo, la portata d’aria è calcolata come: · · · · · V = V0 + V 'x 1 – E + Vf + Vx E

(G.4)

dove: · V f è la portata d’aria di progetto dovuta alla ventilazione meccanica; · V x è la portata d’aria aggiuntiva con i ventilatori accesi, dovuta al vento ed all’effetto camino; · V 0 è la portata d’aria con ventilazione naturale, incluso il flusso d’aria attraverso i condotti dell’impianto di ventilazione meccanica; · V ' x è la portata d’aria aggiuntiva con i ventilatori spenti, dovuta al vento ed all’effetto camino: · V ' x = V n50 e;

E

è la frazione di tempo con i ventilatori accesi.

Negli edifici non residenziali, gli impianti di ventilazione meccanica possono essere spenti per una gran parte del tempo. Di ciò si tiene conto attraverso la definizione di periodi differenti o attraverso la valutazione di E. Una valutazione non corretta di E o una definizione non corretta dei periodi di spegnimento può portare a consistenti errori nei risultati. · Per gli impianti meccanici a portata di progetto variabile, V f è la portata d’aria media attraverso i ventilatori durante il loro periodo di funzionamento.

G.5

Impianti meccanici con scambiatori di calore Per gli edifici con recupero termico dall’aria di espulsione all’aria d’ingresso, la dispersione termica per ventilazione meccanica è ridotta del fattore (1-Kv) dove Kv è l’efficienza globale del sistema di recupero termico. Così la portata d’aria efficace per il calcolo della dispersione termica quando i ventilatori sono accesi è determinata da: · · · V = Vf 1 – Kv + Vx

(G.5)

dove:

Kv

è l’efficienza globale di recupero termico, tenendo conto delle differenze tra le portate d’aria di mandata e di estrazione. Il calore contenuto nell’aria che lascia l’edificio attraverso le infiltrazioni non può essere recuperato.

Per gli impianti con recupero termico dall’aria di espulsione all’acqua calda o all’impianto di riscaldamento ambiente tramite una pompa di calore, la portata di ventilazione è calcolata senza alcuna riduzione. In questo caso, la riduzione del fabbisogno di energia dovuta al recupero termico è consentita nel calcolo del fabbisogno di energia del sistema corrispondente.

G.6

Dati per la stima della ventilazione naturale Nel prospetto G.1 il livello di tenuta all’aria è definito dagli intervalli del tasso di ricambio d’aria riferito a 50 Pa di differenza di pressione tra gli ambienti interno ed esterno, n50. Questo numero include le portate d’aria attraverso le prese d’aria chiuse.

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prospetto G.1

Livelli di tenuta all’aria utilizzati all’interno della presente appendice Tasso di ricambio d’aria a 50 Pa h-1

Livello di tenuta dell’involucro

Edifici multi-familiari

Edifici mono-familiari

Meno di 2

Meno di 4

Alto

Da 2 a 5

Da 4 a 10

Medio

Più di 5

Più di 10

Basso

Nota 1 La differenza tra gli edifici multi-familiari e mono-familiari è legata alla tipica differenza nella loro area di parete esterna per un dato volume interno. Nota 2 Negli edifici residenziali con n50 minore di 3 h-1 (con le prese d’aria aperte), il requisito di ventilazione minima impone l’apertura delle finestre ad intervalli opportuni.

La portata di ventilazione naturale può essere determinata su base nazionale, prendendo in considerazione il clima, il contesto esterno, la tipologia edilizia e la geometria, la dimensione e la posizione delle aperture. Se non sono disponibili informazioni a livello nazionale, la portata di ventilazione media mensile durante la stagione di riscaldamento può essere determinata attraverso i prospetti G.2 o G.3. prospetto G.2

Tasso di ricambio d’aria, n in h-1, negli edifici multi-familiari ventilati naturalmente, determinato in funzione della classe di schermatura e della tenuta all’aria dell’edificio

Classe di schermaturaa)

Più di una facciata esposta

Solo una facciata esposta

Tenuta all’aria dell’edificio

Tenuta all’aria dell’edificio

Bassa

Media

Alta

Bassa

Media

Alta

Nessuna schermatura

1,2

0,7

0,5

1,0

0,6

0,5


0,9

0,6

0,5

0,7

0,5

0,5


0,6

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

a)

Le classi di schermatura sono definite nel prospetto G.4.

prospetto G.3

Tasso di ricambio d’aria, n in h-1 in case mono-familiari ventilate naturalmente, determinato in funzione della classe di schermatura e della tenuta all’aria dell’edificio Classe di schermatura

prospetto G.4

Tenuta all’aria dell’edificio Bassa

Media

Alta

Nessuna schermatura

1,5

0,8

0,5


1,1

0,6

0,5


0,7

0,5

0,5

Coefficienti di schermatura, e e f, per il calcolo della portata d’aria aggiuntiva secondo l’equazione (G.3)

Coefficiente e per determinare la classe di schermatura:

Più di una facciata esposta

Una facciata esposta

Nessuna schermatura: edifici in aperta campagna, edifici di altezza elevata nei centri urbani.

0,10

0,03

Schermatura moderata: edifici in campagna circondati da alberi o da altri edifici, periferia.

0,07

0,02

Schermatura consistente: edifici di altezza media nei centri urbani, edifici in zone boschive.

0,04

0,01

15

20

Coefficiente f

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H

H.1

DATI PER IL CALCOLO DEGLI APPORTI SOLARI

Trasmittanza energetica solare totale delle vetrate La trasmissione dell’energia attraverso le superfici trasparenti dipende dal tipo di vetro. La trasmittanza energetica solare totale definita nella ISO 9050 è calcolata secondo la EN 13363 per la radiazione solare perpendicolare alla vetrata, gA. Il prospetto H.1 fornisce alcuni valori indicativi per incidenza normale, considerando una superficie liscia ed un vetro comune puro. Per i calcoli mensili, si richiede un valore mediato su tutti gli angoli d’incidenza. Il fattore g Fw definito nel punto 8.2.3 è approssimativamente: F w = ------ = 0,9 . gA Esso dipende dal tipo di vetro, dalla latitudine, dal clima, e dall’orientamento. prospetto H.1

Valori tipici di trasmittanza termica e trasmittanza energetica solare totale per i tipi comuni di vetrata Tipo di vetrata

gA

Vetro singolo

0,85

Vetro doppio

0,75

Vetro doppio con rivestimento selettivo

0,67

Vetro triplo

0,7

Vetro triplo con 2 rivestimenti selettivi

0,5

Finestra doppia

0,75

Un altro metodo consiste nel far riferimento agli apporti solari attraverso un vetro chiaro semplice e doppio. Gli apporti solari attraverso altri tipi di vetrata possono essere riferiti a questi come: g Qsz = Qs,ref -------g ref

(H.1)

dove: Qsz

è l’apporto solare attraverso il tipo di vetrata considerato;

Qs,ref è l’apporto solare attraverso la vetrata di riferimento, che è un vetro chiaro semplice in tutti i casi nei quali il vetro reale è singolo, un vetro doppio chiaro in tutti gli altri casi;

H.2

g

è la trasmittanza energetica solare totale del tipo di vetrata considerato;

gref

è la trasmittanza energetica solare totale della vetrata di riferimento.

Effetto dei tendaggi permanenti Tendaggi posti permanentemente all’interno o all’esterno delle finestre riducono la trasmissione globale della radiazione solare. Alcuni fattori di riduzione sono riportati nel prospetto H.2. Questi fattori devono essere moltiplicati per la trasmittanza energetica solare totale della vetrata per ottenere il fattore g della vetrata in presenza del tendaggio permanente.

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prospetto H.2

Fattori di riduzione per alcuni tipi di tendaggi

Tipo di tendaggio

Proprietà ottiche del tendaggio

Fattore di riduzione con

assorbimento

trasmissione

tendaggio interno

tendaggio esterno

0,1

0,05

0,25

0,10

0,1

0,30

0,15

0,3

0,45

0,35

0,5

0,65

0,55

0,7

0,80

0,75

0,9

0,95

0,95

0,1

0,42

0,17

0,3

0,57

0,37

0,5

0,77

0,57

0,05

0,20

0,08

Veneziane di colore bianco

0,1 Tendaggi bianchi

0,3 Tessuti colorati

Tessuti con lamina d’alluminio

0,2

I tendaggi mobili e le protezioni solari mobili sono presi in considerazione nel fattore di utilizzazione.

H.3

Fattori di correzione per ombreggiatura

H.3.1

Principio Il fattore di correzione per ombreggiatura può essere calcolato come: (H.2)

FS = Fh Fo Ff dove:

H.3.2

Fh

è il fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta ad ostruzioni esterne;

Fo

è il fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta agli aggetti orizzontali;

Ff

è il fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta agli aggetti verticali.

Ombreggiatura dovuta ad ostruzioni esterne L’effetto dell’ombreggiatura dovuta alle ostruzioni esterne (per esempio il terreno, gli alberi e gli altri edifici) dipende dall’angolo dell’orizzonte, dalla latitudine, dall’orientamento, dal clima locale e dalla stagione di riscaldamento. Nel prospetto H.3 si riportano i fattori di correzione per ombreggiatura relativi a climi medi tipici e ad una stagione di riscaldamento cha va da ottobre ad aprile, per tre latitudini e per quattro orientamenti della finestra. Per altre latitudini ed orientamenti si può effettuare un’interpolazione. L’angolo dell’orizzonte è un valore medio sulla parte di orizzonte di fronte alla facciata considerata. figura

H.1

Angolo dell’orizzonte,D

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prospetto H.3

Fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta ad ostruzioni esterne, Fh 45o N lat.

Angolo dell’orizzonte

o

0 10o 20o 30o 40o

H.3.3

55o N lat.

65o N lat.

S

E/O

N

S

E/O

N

S

E/O

N

1,00 0,97 0,85 0,62 0,46

1,00 0,95 0,82 0,70 0,61

1,00 1,00 0,98 0,94 0,90

1,00 0,94 0,68 0,49 0,40

1,00 0,92 0,75 0,62 0,56

1,00 0,99 0,95 0,92 0,89

1,00 0,86 0,58 0,41 0,29

1,00 0,89 0,68 0,54 0,49

1,00 0,97 0,93 0,89 0,85

Ombreggiatura dovuta ad aggetti orizzontali e verticali L’ombreggiatura dovuta ad aggetti orizzontali e verticali dipende dall’angolo dell’aggetto, dalla latitudine, dall’orientamento e dal clima locale. Nei prospetti H.4 e H.5 si riportano i fattori stagionali di correzione per ombreggiatura relativi a climi tipici. figura

H.2

Aggetti orizzontale e verticale Legenda a) Sezione verticale b) Sezione orizzontale D Angolo dell’aggetto orizzontale E Angolo dell’aggetto verticale

prospetto H.4

Angolo dell’aggetto orizzontale o

0 30o 45o 60o

prospetto H.5

Angolo dell’aggetto verticale o

0 30o 45o 60o

Fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta agli aggetti orizzontali, Fo 45o N lat.

55o N lat.

65o N lat.

S

E/O

N

S

E/O

N

S

E/O

N

1,00 0,90 0,74 0,50

1,00 0,89 0,76 0,58

1,00 0,91 0,80 0,66

1,00 0,93 0,80 0,60

1,00 0,91 0,79 0,61

1,00 0,91 0,80 0,65

1,00 0,95 0,85 0,66

1,00 0,92 0,81 0,65

1,00 0,90 0,80 0,66

Fattore di correzione parziale per ombreggiatura dovuta agli aggetti verticali, Ff 45o N lat.

55o N lat.

65o N lat.

S

E/O

N

S

E/O

N

S

E/O

N

1,00 0,94 0,84 0,72

1,00 0,92 0,84 0,75

1,00 1,00 1,00 1,00

1,00 0,94 0,86 0,74

1,00 0,91 0,83 0,75

1,00 0,99 0,99 0,99

1,00 0,94 0,85 0,73

1,00 0,90 0,82 0,73

1,00 0,98 0,98 0,98

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I.1

I CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO PER CIASCUN MODO DI RISCALDAMENTO

Generalità Nel caso di riscaldamento intermittente, l’impianto di riscaldamento funziona in diversi modi: normale (pedice 0), spegnimento (pedice 1), attenuazione (pedice 2), potenza di picco (pedice 3). Una delle ragioni per utilizzare il riscaldamento intermittente è che il costo dell’energia vari durante il giorno. In questo caso, può essere utile calcolare separatamente il fabbisogno termico per ciascun modo di riscaldamento. Ciò potrebbe anche risultare utile per stimare le perdite di calore dell’impianto di riscaldamento relative ai diversi modi di funzionamento. L’obiettivo della presente appendice è quello di specificare il calcolo del fabbisogno termico per ciascun modo di riscaldamento.

I.2

Suddivisione del fabbisogno termico secondo i diversi modi di riscaldamento Il fabbisogno termico dell’ambiente Qh per ciascun periodo di calcolo è calcolato con l’equazione (14) in funzione della dispersione termica QL, degli apporti termici Qg e del fattore di utilizzazione K. Il fabbisogno termico per ciascun modo di riscaldamento (Qh0, Qh1, Qh2, Qh3) è calcolato attraverso i seguenti passi.

I.2.1

1)

Separare la dispersione termica QL tra i diversi modi di riscaldamento e determinare QL0, QL1, QL2, QL3.

2)

Separare gli apporti termici utilizzati KQg tra i diversi modi di riscaldamento e determinare KQg0, KQg1, KQg2, KQg3.

3)

Calcolare il fabbisogno termico per ciascun modo di riscaldamento applicando l’equazione (14) separatamente a ciascun modo di riscaldamento.

Suddivisione della dispersione termica QL è calcolata secondo l’equazione (3), che include Tiad.

Tiad è ricavata dall’equazione (C.32) per i periodi di riscaldamento ridotto ed è uguale a Ti per i periodi di riscaldamento normale. Unendo le due equazioni e separando nella sommatoria i periodi di riscaldamento normale (N) e ridotto (R), si ottiene: Q L0 =

¦ N j H j Ti + Te tj + ¦ Nj H j > Ti0 + Te t4 + [WP TC0 + TC3 @ N

Q L1 =

(I.1)

R

¦ N j H j Ti1 + Te t1

(I.2)

R

Q L2 =

¦ N j H j > Ti2 + Te t2 + [WP TC2 + TC1 @

(I.3)

R

Q L3 =

¦ N j H j Ti3 + Te t3

(I.4)

R

I.2.2

Suddivisione degli apporti termici La separazione degli apporti termici utilizzati dipende dalla costante di tempo dell’edificio. Si può applicare il seguente procedimento.

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1)

Calcolare gli apporti termici utilizzati in ciascun modo di riscaldamento con una costante di tempo dell’edificio pari a 0. Si assume che gli apporti termici siano recuperati con priorità decrescente nel modo di riscaldamento normale, di spegnimento, d’attenuazione e con potenza di picco.

2)

Calcolare gli apporti termici utilizzati in ciascun modo di riscaldamento con una costante di tempo dell’edificio pari a 100 h. In questo caso si assume che il rapporto tra gli apporti termici utilizzati e la dispersione termica relativo a ciascun modo di riscaldamento sia lo stesso per tutti i modi di riscaldamento.

3)

Gli apporti termici utilizzati in ciascun modo di riscaldamento per una costante di tempo compresa tra 0 e 100 h sono quindi calcolati come media pesata tra gli apporti termici utilizzati con una costante di tempo pari a 0 ed una costante di tempo pari a 100 h. Se la costante di tempo è maggiore di 100 h, gli apporti termici utilizzati sono riferiti ad una costante di tempo pari a 100 h.

Passo 1:

KQ0g,0 = min. (KQg,QL,0)

(I.5)

KQ0g,1 = min. (KQg - KQ0g0,QL,1)

(I.6)

KQ0g,2 = min. (KQg - KQ0g0 - KQ0g,1,QL,2)

(I.7)

KQ0g,3 = min. (KQg - KQ0g0 - KQ0g,1 - KQ0g,2,QL,3)

(I.8)

Passo 2: Per ciascun modo di riscaldamento i: Q QL

L,i KQ100g,i = KQg --------

(I.9)

Passo 3: Per ciascun modo di riscaldamento i: se WP < 100 h

WP · WP · KQg,i = §© 1 – --------- KQ0g,i + § --------- KQ100g,i ¹ © ¹ 100

(I.10)

100

dove:

WP

è espressa in ore

altrimenti KQg,i = KQ100g,i

I.3

(I.11)

Fabbisogno termico relativo ai diversi modi di riscaldamento Per ciascun modo di riscaldamento i: Qh,i = QL,i - KQg,i

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(I.12)

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J.1

J ACCURATEZZA DEL METODO

Propagazione degli errori L’accuratezza del metodo, vale a dire il grado di corrispondenza dei risultati del calcolo con il consumo energetico reale dell’edificio, dipende principalmente dalla qualità dei dati d’ingresso, e alcuni di questi dati (per esempio il tasso di ricambio d’aria) spesso non sono noti con precisione. L’incertezza sui dati d’ingresso si propaga attraverso le formule e le equazioni, producendo un errore relativo maggiore nei risultati. In particolare, quando gli apporti gratuiti sono elevati, il ridotto fabbisogno termico risulta dalla sottrazione di due numeri grandi, e il fattore che moltiplica l’incertezza sul carico e sugli apporti diventa rilevante. L’analisi degli errori ha mostrato che quando il rapporto apporti/perdite è pari a 0,75, questo fattore è compreso tra 4 e 7 ed è funzione della costante di tempo dell’edificio. In questo caso, un’incertezza del 5% sulla dispersione termica porterà ad una incertezza variabile dal 20% al 35% sul fabbisogno termico. Pertanto è consigliabile, quando il fabbisogno termico annuale è inferiore ad un terzo delle dispersioni termiche, prestare molta cura ai dati d’ingresso ed eseguire un’analisi degli errori tenendo conto dell’incertezza dei dati d’ingresso. Quando la presente norma è utilizzata per valutare il rispetto di regolamenti espressi in termini di obiettivi energetici, il calcolo si basa su ben definiti dati convenzionali d’ingresso. In questo caso l’analisi degli errori non è necessaria.

J.2

Confronto con gli edifici reali In particolare, i calcoli sono svolti utilizzando ipotesi convenzionali sul comportamento degli occupanti e sui tassi di ricambio d’aria. In pratica questi fattori possono modificare il fabbisogno di energia dal 50% al 150% del valore medio calcolato, e ancora di più nelle case con copertura a terrazza e nei complessi residenziali, dove piccole differenze di temperatura tra zone adiacenti spesso portano ad un notevole scambio termico tra le stesse.

J.3

Confronto tra progetti edilizi Il metodo descritto nella presente norma si presta particolarmente per il confronto tra proposte di edifici, per determinare l’influenza delle diverse opzioni sul fabbisogno di energia. Prendendo in considerazione nei calcoli queste diverse opzioni, si può stimare correttamente la loro influenza relativa.

J.4

Confronto con modelli numerici dinamici Quando viene utilizzato lo stesso insieme di dati in ingresso, il fabbisogno annuale di energia calcolato con il metodo descritto nella presente norma e con un modello numerico dinamico concordano, mediamente, molto bene. I risultati di questo metodo sono all’interno del campo di variazione dei risultati ricavati con differenti modelli dinamici.

J.5

Confronto tra i diversi utilizzatori della norma È stato dimostrato, attraverso prove comparate, che diversi utilizzatori possono ottenere risultati diversi fino al 20% per lo stesso edificio con lo stesso clima, per le seguenti ragioni: -

la norma permette l’utilizzo di dati d’ingresso definiti su base nazionale, che possono differire tra diversi utilizzatori;

-

la norma permette diversi metodi di calcolo (per esempio relativo ad una zona singola o multi-zona);

-

l’utilizzatore può fornire diversi dati di ingresso dalla stessa fonte (per esempio ricavando le dimensioni da un disegno).

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K.1

K DATI DI INGRESSO CONVENZIONALI

Introduzione I dati d’ingresso sono generalmente specificati a livello nazionale. Quando non sono disponibili dati nazionali si possono utilizzare i valori convenzionali forniti nella presente appendice. I dati riferiti al metro quadrato (come gli apporti interni) sono moltiplicati per l’area lorda riscaldata di pavimento per ricavare i valori assoluti relativi all’edificio considerato.

K.2

Dati per gli edifici occupati in modo continuativo (per esempio gli edifici residenziali) Non è necessaria alcuna suddivisione in periodi. Si considera un solo periodo con le seguenti caratteristiche:

K.3

Modo di funzionamento

regolazione della temperatura

Durata

t

l’intero mese

Numero di periodi in un mese

N

1

Temperatura interna

Ti

20 °C (questo valore medio comprende l’effetto dell’attenuazione)

Apporti interni

)i

4 W/m2

Tasso di ricambio d’aria

n

0,3 h-1, corrispondente alla ventilazione minima

Dati per gli edifici occupati solo durante il giorno (per esempio edifici per uffici) La suddivisione in diversi periodi è necessaria. I dati sotto riportati si riferiscono ad un edificio occupato 5 giorni alla settimana e 10 h al giorno. Periodo

Tipo di periodo

Giorno

Notte

Fine settimana

regolazione della temperatura

ridotto

ridotto

36 000 s (10 h)

50 400 s (14 h)

223 200 s (62 h)

5

4

1

20 °C

16 °C

12 °C

t N (per una settimana)

Ti

Apporti interni: Uffici (60% dell’area di pavimento)

Altri vani, ingressi, corridoi (40% dell’area di pavimento)

Giorno

20 W/m2

8 W/m2

Notte

2 W/m2

1 W/m2

Fine settimana

2 W/m2

1 W/m2

7,4 W/m2

3,1 W/m2

Media

Tasso di ventilazione:

Occupati Non occupati

Uffici

Ingressi, corridoi

Aule

Ristorante, sala conferenze

Auditorium

3 m3/(h·m2)

2 m3/(h·m2)

5 m3/(h·m2)

10 m3/(h·m2)

10 m3/(h·m2)

0,2 m3/(h·m2)

0,2 m3/(h·m2)

0,2 m3/(h·m2)

0,2 m3/(h·m2)

0,2 m3/(h·m2)

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ZA RIFERIMENTI NORMATIVI A PUBBLICAZIONI INTERNAZIONALI E PUBBLICAZIONI EUROPEE CORRISPONDENTI La presente norma europea rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni. Tali riferimenti normativi sono citati nei punti appropriati del testo e sono di seguito elencati. Per quanto riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotte nella presente norma europea come aggiornamento o revisione. Per i riferimenti non datati vale l’ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento (compresi gli aggiornamenti).

Pubblicazione

Anno

Titolo

ISO 7345

-

Thermal insulation quantities and definitions

ISO 9050

EN Physical EN ISO 7345

Anno

Titolo

-

Thermal insulation - Physical quantities and definitions (ISO 7345:1987)

Glass in building - Determination of EN 410 light transmittance, solar direct transmittance, total solar energy transmittance and ultraviolet transmittance, and related glazing factors

Glass in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing

ISO 13370

1998

Thermal performance of buildings - EN ISO 13370 Heat transfer via the ground Calculation methods

1998

Thermal performance of buildings - Heat transfer via the ground - Calculation methods (ISO 13370:1998)

ISO 13786

-

Thermal performance of building EN ISO 13786 components - Dynamic thermal characteristics - Calculation methods

-

Thermal performance of building components - Dynamic thermal characteristics - Calculation methods (ISO 13786:1999)

ISO 13789

-

Thermal performance of building - EN ISO 13789 Transmission heat loss coefficient Calculation method

-

Thermal performance of building Transmission heat loss coefficient Calculation method (ISO 13789:1999)

UNI EN ISO 13790:2005

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BIBLIOGRAFIA Le pubblicazioni utilizzate per la redazione della presente norma sono elencate qui di seguito. [1]

EN 12831

Heating systems in buildings - Method for calculation of the design heat load

[2]

EN 13363-1

Solar protection devices combined with glazing - Calculation of solar and light transmittance - Part 1: Simplified method

[3]

prEN 13363-2

Solar protection devices combined with glazing - Calculation of solar and light transmittance - Part 2: Detailed calculation method

[4]

EN 13465

Ventilation for buildings - Calculation determination of air flow rates in dwellings

[5]

EN ISO 13786 Thermal performance of building components - Dynamic thermal characteristics - Calculation methods (ISO 13786:1999)

[6]

ISO 9050

[7]

PASSYS. Final Report of the Simplified Design Tool Subgroup. Commission of the European Communities, Directorate General XII, Brussels, 1989

[8]

Règles ThG, Règles de calcul du coefficient GV des bâtiments d’habitation et du coefficient G1 des bâtiments autres que d’habitation. Cahiers du CSTB 2256, 1988, Paris

[9]

Règles ThBV, Règles de calcul du coefficient de besoins de chauffage des logement. Cahiers du CSTB 2486, 1991, Paris

[10]

Règles ThBV, Règles de calcul du coefficient de besoins de chauffage des logements - Annexe. Cahiers du CSTB 2274, 1988, Paris

[11]

Règles ThC, Règles de calcul du coefficient de performance thermique globale des logement. Cahiers du CSTB 2259, 1988, Paris

[12]

Règles ThC, Règles de calcul du coefficient de performance thermique globale des logements. Compléments et annexes. Cahiers du CSTB 2275, 1988, Paris

[13]

SIA 380-1

[14]

PLATZER, W.J., Energetische Bewertung der transparenten Wärmedämmung Bauphysik, Heft 2/99, 1999, pages 67-76

[15]

Richtlinie Bestimmung des solaren Energiegewinns durch Massivwände mit transparenter Wärmedämmung. Fachverband Transparente Wärmedämmung e.V., Gundelfingen, Germany, 1999

UNI EN ISO 13790:2005

methods

for

the

Glass in building - Determination of light transmittance, solar direct transmittance, total solar energy transmittance and ultraviolet transmittance, and related glazing factors

Energie im Hochbau - Énergie dans le bâtiment. SIA, Postfach, 8039 Zürich, 1988

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UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Sannio, 2 20137 Milano, Italia

Riproduzione vietata - Legge 22 aprile 1941 Nº 633 e successivi aggiornamenti.

En ISO 13790 Italiana

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