ITE_Calcolo delle prestazioni energetiche Edifici - e

Calcolo delle prestazioni energetiche di Edifici
Normativa e Procedure di Calcolo
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Costruzioni Edili e dei Sistemi ambientali
Corso di "Impianti Tecnici per l'Edilizia”
Prof. Ing. Marco Romagna
L’EFFICIENZA ENERGETICA
L’efficienza energetica di un sistema sia esso di taglia industriale, o sia che ci si
riferisca a strutture civili ed abitative, rappresenta la capacità di sfruttare l’energia ad
essa fornita per soddisfarne il fabbisogno. Minori sono i consumi relativi al
soddisfacimento di un determinato fabbisogno, migliore è l’efficienza energetica
della struttura. Definire quindi l’efficienza energetica di un sistema, sia esso
industriale che civile, può risultare complesso, a causa della varietà di apparati che lo
compongono e della loro configurazione.
Attraverso lo studio degli usi finali e del settore di trasformazione (produzione di
energia elettrica) è possibile individuare quali sono i settori maggiormente
energivori, allo scopo di definire politiche mirate per un uso razionale dell’energia.
IL SETTORE CIVILE
I consumi del settore civile sono spesso dovuti ad un alto grado di inefficienza
energetica delle utenze, sia per ciò che riguarda il fabbisogno termico che
quello elettrico.
Fabbisogno termico
Il fabbisogno termico è dovuto principalmente alla necessità di riscaldamento
degli ambienti abitativi ed alla produzione di acqua calda sanitaria. Pur
mantenendo gli stessi confort è possibile diminuire drasticamente i consumi
termici attraverso interventi che rendano più efficiente l’involucro dei
fabbricati.
Fabbisogno elettrico
Il fabbisogno elettrico civile è per la maggior parte legato all’illuminazione ed
all’alimentazione di utenze termiche. Il consumo elettrico relativo al
funzionamento dell’elettronica è difatti di molto inferiore rispetto a quello
delle lampade poco efficienti o di sistemi frigoriferi o dello scaldabagno
elettrico. I maggiori interventi di efficientazione sono quindi da indirizzare
verso una migliore tecnologia per i corpi illuminanti (lampade ad alta
efficienza) e la sostituzione delle utenze termiche attraverso sistemi solari
termici, pompe di calore e caldaie a condensazione. L’utilizzo di
elettrodomestici di classe A permette un importante risparmio in temini di
consumi energetici, e la sostituzione di vecchi elettrodomestici con sistemi
energy saving (classe A) è incentivata mediante sgravi fiscali.
PRESTAZIONE ENERGETICA DI UN EDIFICIO:
“Quantità di energia stimata o effettivamente consumata per soddisfare i diversi bisogni connessi ad un uso standard dell’edificio” (Direttiva europea 2002/91/CE)
ASPETTI DA CONSIDERARE NEL CALCOLO DELLA PRESTAZIONE:
• Caratteristiche termiche dell’edificio
• Impianto di riscaldamento e di produzione di ACS
• Impianto di condizionamento dell’aria
• Sistema di ventilazione
• Impianto di illuminazione
• Posizione ed orientamento degli edifici
• Sistemi solari passivi
• Ventilazione naturale
• Condizioni climatiche interne
In termini energetici globali, gli edifici assorbono circa il 40%
dell’energia totale e di questo il 70% per il riscaldamento
NORMATIVA ITALIANA SUL RISPARMIO ENERGETICO
• Legge n.373 del ’76 + DPR e DM del ’77
• Legge n.308 dell’82
• Legge n.9 del ‘91 + CIP6/92 e DPR del ‘93
• Legge n.10 del ‘91 + DPR n.412/93
FEN: fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale normalizzato (in relazione alla superficie disperdente) con norme UNI; S/V:
“coefficiente di forma”, dove S è la superficie disperdente verso ambienti non riscaldati, e V il volume riscaldato racchiuso da S;
GG:
“gradi giorno”;
Hlim :
trasmittanza limite delle strutture disperdenti. I gradi giorno definiscono le 6 zone climatiche italiane:
somma annuale delle differenze positive giornaliere tra Ta (ambiente convenzionale fissata a 20 C) e Tem (esterna media giornaliera)
DIRETTIVA EUROPEA 2002/91 CE SUL RENDIMENTO ENERGETICO
• Adozione metodologia di calcolo della prestazione energetica degli edifici
• Requisiti minimi di prestazione energetica (per edifici nuovi ed esistenti)
• Certificazione energetica degli edifici
• Ispezione periodica caldaie e impianti di condizionamento
9 Sistemi solari attivi + impianti a FER
ASPETTI DA CONSIDERARE
PER IL CALCOLO DEL RENDIMENTO ENERGETICO
9 Sistemi di cogenerazione
9 Sistemi di condizionamento e riscaldamento a distanza
9 Illuminazione naturale
In Italia la Direttiva viene recepita con:
D.Lgs n. 192 del 2005
modificato da:
9 Più isolamento termico edifici
9 Utilizzo di impianti a maggior η
9 Obbligo uso FER
9 Obbligo Certificazione energetica per nuovi edifici
D.Lgs n.311 del 2006
e DPR 59/09
• Restano invariate le definizioni di GG e S/V
• FEN Æ EPg :indice di prestazione energetica globale
• UNI Æ UNI TS 11300 (1 e 2 parte)
• Linee guida nazionali: definiscono il sistema di certificazione energetica
LINEE GUIDA NAZIONALI PER LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA
• Sistema di classificazione degli edifici • Metodologie di calcolo della prestazione energetica
• metodo calcolato di progetto: per edifici nuovi, ricostruzioni, ristrutturazioni totali e demolizioni. Si parte dal progetto energetico dell’edificio come costruito e si esegue il calcolo con UNI TS 11300.
• metodo di calcolo da rilievo: per edifici esistenti. Si parte da dati ricavati da indagini sull’edificio e sono previsti tre livelli di approfondimento.
• Introduzione dell’indice di prestazione energetica
EPgl = indice di prestazione energetica globale;
EPi = indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale;
EPacs = indice di prestazione energetica per la produzione dell’acqua calda sanitaria;
EPe = indice di prestazione energetica per la climatizzazione estiva;
EPill = indice di prestazione energetica per l’illuminazione artificiale.
Per edifici residenziali Æ indici espressi in [kWh/m2 anno]
Per altri edifici Æ indici espressi in [kWh/m3 anno]
Gli indicatori prestazionali sono utili per:
definire dei valori prestazionali o requisiti minimi ai quali far riferimento nella progettazione energetica degli edifici;
definire criteri di riferimento univoci per classificare gli edifici ai fini della certificazione energetica (confronto degli indici).
• Classificazione energetica e prestazione energetica globale
Attualmente la certificazione energetica si avvia limitando la
valutazione dell’indice di prestazione EP ai servizi di
climatizzazione invernale e produzione di ACS:
da confrontare con:
Coefficiente adimensionale
Limite massimo ammissibile dell’Epi per la climatizzazione invernale in vigore dal 1 gennaio 2010
Le classi energetiche degli edifici dipendono dal valore dell’EPLIM funzione di
GG e S/V e si calcola per:
¾ interpolazione Æ se 0.2 < S/V < 0.9 e GG intermedi a quelli di legge
¾ estrapolazione Æ solo se GG>3001
EPi LIM per edifici residenziali
EPi LIM per altri edifici
CLASSIFICAZIONE NAZIONALE PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE (funzione dell’EPLIM)
CLASSIFICAZIONE NAZIONALE PER LA PRODUZIONE DI ACS (non esiste EPacs LIM ma valori imposti dalla legge)
CLASSIFICAZIONE NAZIONALE PER LA PRESTAZIONE ENERGETICA GLOBALE
• Certificazione energetica: Documento ufficiale prodotto da soggetto accreditato che certifica la prestazione energetica di un edificio destinato ad uso civile o industriale.
VALIDITA’ TEMPORALE: Massimo 10 anni o fino intervento di ristrutturazione
COMPRENDE:
dati relativi all’efficienza energetica edificio
legge e riferimento della prestazione energetica
suggerimenti su interventi di riqualificazione energ.
PRODOTTA:
in caso di compravendita e locazione
AFFISSA:
edifici di proprietà pubblica o ad uso pubblico
Attestato di Certificazione Energetica
NUOVE DISPOSIZIONI SULLE PRESTAZIONI ENERGETICHE NELL’EDILIZIA:
NELL’EDILIZIA
Dal 6 giugno 2013 è in vigore il Decreto Legge 4.06.2013, n. 63
di recepimento della Direttiva 2010/31/UE.
Le principali modifiche apportate al testo di riferimento in tema di efficienza energetica, il
D. Lgs. 192/2005, riguardano:
EDIFICI A ENERGIA QUASI ZERO A partire dal 1 gennaio 2021 tutti gli edifici di nuova
costruzione dovranno essere a energia quasi zero (fabbisogno energetico quasi nullo).
PIANO DI AZIONE Entro il 31 dicembre 2014 è definito il Piano d’azione per la
promozione e la diffusione degli edifici a energia quasi zero.
ATTESTATO DI PRESTAZIONE ENERGETICA L‘Attestato di Certificazione Energetica degli
edifici (ACE) verrà sostituito dall’Attestato di Prestazione Energetica. Le procedure di
calcolo rimarranno invariate fino alla pubblicazione di nuove linee guida.
SANZIONI L’art. 12 del D.L. 63/2013 ha sostituito completamente l’art. 15 del D.Lgs.
192/2005.
•
nel caso di mancato rispetto degli schemi, delle modalità e delle metodologie previste dal D.L. 63/2013
nel rilascio della relazione tecnica o dell’attestato di prestazione energetica degli edifici, il professionista
qualificato è punito con una sanzione amministrativa da 700 a 4.200 euro;
F
•
in caso di omessa presentazione dell'asseverazione di conformità delle opere e l'attestato di
qualificazione energetica contestualmente alla dichiarazione di fine lavori, il direttore lavori è punito con la
sanzione amministrativa da 1.000 a 6.000 euro.
DETRAZIONI FISCALI Sulle spese sostenute dal 6 giugno 2013 al 31 dicembre 2013
per gli interventi di riqualificazione energetica di edifici già esistenti spetta una
detrazione del 65%. Dal 1 gennaio 2014, la detrazione sarà del 36%, cioè quella
Marco GIACOBBI
ordinariamente prevista per i lavori di ristrutturazione
edilizia.
Manuel TOSONI
INDAGINE ENERGETICA DI UNA RSA
Andrea VALENZI
Corso per tecnici certificatori energetici degli edifici
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi
costruttivi
Arch. Patricia Ferro
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Trasmissione del calore
Il calore Q è una forma di energia in transito. Si può dire
che un sistema scambia energia sotto forma di calore con
un altro sistema.
10°C
20°C
La quantità di calore scambiata Q può essere quantificata
0°C
4°C
Il passaggio di calore da un sistema ad un altro può
avvenire se sono soddisfatte le seguenti condizioni:
● I due sistemi si devono trovare a temperature diverse
● Non devono essere separati da una parete adiabatica
Il calore si propaga nella direzione delle temperature
decrescenti, da una regione ad alta temperatura ad una
regione a bassa temperatura.
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
25°C
Trasmissione del calore
I meccanismi di trasmissione del calore sono tre:
■ CONDUZIONE: Trasferimento di energia tra due solidi a contatto (Pareti – Uomo)
■ CONVEZIONE: Trasferimento di energia tra una superficie solida e un fluido adiacente in
movimento (Pareti – Uomo - Radiatori Ventilconvettori)
■ IRRAGGIAMENTO: Trasferimento di energia che avviene attraverso le onde elettromagnetiche
prodotte da variazioni nelle configurazioni elettroniche degli atomi e delle molecole (Sole – Uomo –
Pareti Pannelli radianti)
10°C
20°C
0°C
4°C
tutti e tre i meccanismi richiedono l’esistenza
di una differenza di temperatura
25°C
si verificano spontaneamente da un sistema a
temperatura più alta ad un sistema a
temperatura più bassa
la conduzione e l’irraggiamento danno luogo
esclusivamente a trasferimento di calore,
mentre la convezione comporta sempre anche
trasporto di massa
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Conducibilità di una parete: strato omogeneo
λ (lambda) = Conducibilità di un materiale - Unità [W/mK]
s = spessore del materiale - Unità [m]
s/λ
λ=
λ/s =
R = Resistenza termica della parete al passaggio del calore [m2K/W]
C = Conduttanza della parete [W/m2K]
T1
•
Qcond
T2
In condizioni stazionarie, la
distribuzione di temperatura in
una parete piana è una linea
retta
Conduttanza [W/m2K] è l’attitudine di una parete a farsi attraversare dal calore
Essa è:
• direttamente proporzionale al coefficiente di conducibilità λ del materiale
• inversamente proporzionale allo spessore
Nelle pareti pluristrato, la Conduttanza totale della parete è la somma delle conduttanze di tutti
gli strati, con esclusione di quelli liminari (strati limite).
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
CONVEZIONE
E’ il trasferimento di energia tra una superficie solida e un fluido adiacente
in movimento. Essa:
Implica gli effetti combinati di conduzione e trasporto di massa
Il calore trasmesso aumenta con la velocità del fluido.
CONVEZIONE FORZATA
Avviene quando il fluido è forzato a scorrere su una superficie da mezzi esterni (ad esempio
un ventilatore).
CONVEZIONE NATURALE (O LIBERA)
Avviene quando il moto del fluido è causato da forze
ascensionali che sono indotte dalle differenze di densità
dovute alla variazione di temperatura del fluido in un campo
gravitazionale.
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
CONVEZIONE: tipologia di flusso
Il flusso del fluido può essere liminare o turbolento.
Nel primo caso, non essendovi rimescolamento, lo scambio di calore avviene per conduzione.
Nel secondo caso si verifica, in prossimità della parete, una situazione come quella
schematizzata
T
Strato limite
Flusso liminare
In prossimità della parete si incontra uno
strato in moto liminare (strato limite)
attraverso il quale il calore passa per
conduzione.
Allontanandosi dalla parete si incontra il
Flusso turbolento moto turbolento, forte rimescolamento del
fluido ed elevato trasporto di calore.
La maggiore resistenza al passaggio di
calore è offerta dallo strato limite.
X
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo della trasmittanza di una parete
In una parete edilizia è necessario eseguire una analisi completa della trasmissione del
calore e quindi tenere conto che il calore si trasmette:
per CONVEZIONE tra l’aria interna del locale e la superficie interna della parete
per CONDUZIONE attraverso la parete costituita da uno o più strati
per CONVEZIONE tra la faccia esterna della parete e l’aria esterna.
T
λ
In una parete costituita da un solo strato le
resistenze termiche non sono una, ma tre (2 per
la convezione e 1 per la conduzione).
Ti
Tpi
Ti = Temperatura interna
Tpe
Te
Tpi = Temperatura parete interna
Tpe = Temperatura parete esterna
s0
s1
s
Te = Temperatura esterna
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo della trasmittanza di una parete omogenea
Rtot = Rsi + Rstrato omogeneo+ Rse
Resistenza liminare interna
Resistenza liminare esterna
T
λ
1
U=
1 s
1
 + +
 hi λ he
Ti
Tpi
Tpe



=
1
R tot
Q = U × A × (Ti − Te )× t
Te
s0
s1
X
Le resistenze liminari Rsi e Rsesi calcolano, noti i coefficienti conduttivi (liminari) (o anche
adduttanza) hi e he dal loro reciproco. (tabella secondo UNI 6946:1999)
L’analisi del fenomeno convettivo si riduce alla definizione di hi e he
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo semplificato
A(Ti − Te )t
Q=
sj 1
1
+∑ +
hi
λ j he
Resistenza liminare interna
Resistenza liminare esterna
Sommatoria delle Resistenze degli strati componenti la parete;
In caso di parete omogenea, essa è costituita dalla sola Resistenza dello strato omogeneo
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo della trasmittanza di una parete non omogenea
La trasmittanza U è definita dall'inverso della somma delle resistenze degli strati e delle
intercapedini che costituiscono la parete:
1
U=
=
 1 s1 sn
1 1 1
 + + +
+ + 
 hi λ1 λn Ca C he 
1
2
3
4
5
6
interno
esterno
1
Qtot = U x A x (Ti – Te)
R tot
1/hi = resistenza termica di ammissione in cui hi è il coefficiente
liminare della superficie interna della struttura misurata in
W/m2K
s/λ
λ = resistenza termica di uno o più strati di materiale omogeneo,
in cui s è lo spessore misurato in m, e λ è la conduttività
termica del materiale misurata in W/m2K
1/C = resistenza termica di strati di materiale non omogeneo(per
esempio mattone forato), in cui C è la conduttanza dello strato
espressa in W/m2K
1/Ca = resistenza termica di eventuali intercapedini d’aria, espressa
in m2K/W
1/he = resistenza termica di emissione in cui he è il coefficiente
liminare sulla faccia esterna della parete misurata in W/m2K
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Conduttanza, Trasmittanza e Resistenza termica
R = Resistenza termica: è la resistenza della parete al passaggio del calore [m2K/W]
C = Conduttanza: è l’attitudine della parete a farsi attraversare dal calore [W/m2K]
(non tiene conto degli strati liminari)
T = Trasmittanza: è l’attitudine della parete a farsi attraversare dal calore [W/m2K]
(tiene conto degli strati liminari)
A piccoli valori di Trasmittanza
corrispondono elevati valori di
isolamento
Resistenza termica [m2K/W] R = s
λ
Conduttanza [W/m2K] C = λ
s
1
R
A grandi valori di Resistenza
corrispondono elevati valori di
isolamento termico
Trasmittanza termica [W/m²K]
U =
1
1
+Σ
hi
s
λ
+
1
he
1
R tot
R tot = Rsi + Rcond + Rse
Rsi = resistenza liminare interna
Rse =resistenza liminare interna
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
I ponti termici
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
I ponti termici dall’esterno
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
I ponti termici
Discontinuità e giunzioni negli elementi strutturali di un edificio, i
quali provocano modifiche al flusso termico monodimensionale.
Si ha un ponte termico in corrispondenza di un nodo tra elementi
aventi coefficienti di trasmissione diversi
Effetti dei ponti termici:
Diminuzione della temperatura superficiale interna in corrispondenza della discontinuità
Aumento del flusso termico
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
I ponti termici
■
Zone d’angolo fra pareti esterne
■
I giunti fra muro e terrazzo
■
I giunti fra muro e pavimento su cantina, box e affini
■
I giunti fra muro esterno e pavimento
■
Le zone intorno ai serramenti
■
I giunti tra muro e balcone
■
Gli elementi strutturali ad alta conduttanza inseriti in una struttura
http://www.lesosai.com/download/Warmebruckenkatalog_f.pdf
NORMATIVA DI RIFERIMENTO:
UNI EN ISO 10211-1 - Ponti termici in edilizia - Flussi termici e temperature superficiali - Metodi
generali di calcolo.
UNI EN ISO 10211-2 - Ponti termici in edilizia - Calcolo dei flussi termici e delle temperature
superficiali - Ponti termici lineari.
UNI EN ISO 14683 - Ponti termici nelle costruzioni edili - Trasmittanza termica lineare - Metodi
semplificati e valori di progetto
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Comportamento dei ponti termici
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Effetti supplementari dei ponti termici
Perdite supplementari
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0
5
10
15
Spessore dell’isolamento [cm]
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
20
I ponti termici
Nelle strutture edilizie i ponti termici son di 2 tipi:
ponti termici di forma (per es. quando due pareti esterne formano un angolo)
ponti termici di struttura (in corrispondenza di discontinuità causate dall’inserimento di
elementi aventi caratteristiche termiche diverse nella struttura perimetrale)
La sovrapposizione di un ponte termico di forma a un ponte termico di struttura (es.
pilastro in posizione d’angolo) esalta l’effetto negativo.
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo delle dispersioni attraverso i ponti termici
Il flusso di calore attraverso una parete, con differenza di temperatura di 1°C, è dato
dalla relazione:
Φtot = Σ ( U . A ) + Σ ( ψ . l )
U
A
ψ
l
trasmittanza termica della parete (W/m2K);
area della parete (m2);
coefficiente di conduttività lineare (W/m K);
lunghezza di ogni giunto (m).
Riferimenti normativi per il calcolo dei ponti termici:
ISO/DIS 10211:2004 (procedimenti complessi adatti per gli addetti ai lavori, es. produttori di componenti edilizi)
ISO/DIS 14683:2004
metodo semplificato
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo delle dispersioni attraverso i ponti termici:
ISO/DIS 14683:2004
Questa norma individua ponti termici bidimensionali (lineari) che si rifanno a situazioni
standard.
Le sigle per individuare i ponti termici sono:
R
C
IF
IW
GF
W
coperture
angoli
solette intermedie su facciata
pareti interne su facciata
solette su terreno
giunti parete-serramento
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
Calcolo della trasmittanza di una superficie vetrata
Il punto di maggiore resistenza e di più facile intercettazione del flusso risulta essere
l’intercapedine, ossia lo spazio racchiuso tra le due lastre. Qui è stato fatto il primo
passo, sostituendo l’aria disidratata delle vetrate comuni con gas speciali dalle
caratteristiche di conducibilità termica molto ridotte.
Il secondo passo, a carico della componente radiattiva, rappresenta attualmente il
più significativo progresso tecnologico compiuto dalle industrie vetrarie per
modificare le caratteristiche spettrofotometriche dei vetri. Il calore di un ambiente
verrà disperso in misura minore dai vetri cosiddetti a bassa emissività, in quanto
non assorbito e, conseguentemente emesso all’esterno, ma riflesso all’interno del
locale, nello stesso modo in cui uno specchio riflette la radiazione puramente
luminosa.
Uv = 5 W/m2K delle vetrate comuni (singolo vetro)
Uv = 2,9 W/m2K delle vetrate comuni con intercapedine
Uv = 1÷
÷2 W/m2K delle vetrate isolanti rinforzate
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
77
Calcolo della trasmittanza del telaio
Il calcolo della trasmittanza unitaria del telaio risulta abbastanza laborioso, in relazione alla
complessità delle configurazioni e al numero delle tipologie dei serramenti (il riferimento rimane
la UNI 10077-1)
Di seguito si riportano alcuni valori indicativi di Uf riferiti ai telai comuni (i valori comunque devono
essere forniti dai costruttori di serramenti):
Coefficienti globali di trasmissione termica Uf di telai per serramenti (W/m2K)
Caratteristiche del telaio
Uf (W/m2K)
Legno
Larghezza madia telaio 30mm
Larghezza media telaio 50mm
Larghezza media telaio 100mm
2,20
1,90
1,42
Metallo
Senza taglio termico
7,0
Metallo
Con taglio termico
Poliuretano
Con anima di metallo
2,6
Poliuretano
Con una camera d’aria
2,4
PVC – profilo vuoto
Con due camere d’aia
2,0
PVC – profilo vuoto
Con tre camere d’aria
1,8
Materiale del telaio
Calcolo della trasmittanza termica degli elementi costruttivi
3,1- 3,7
Normativa tecnica nazionale
Valutazione energetica degli edifici
Le norme UNI TS 11300
Risparmio energetico e prestazioni energetiche degli edifici
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
Legislazione e normativa tecnica: relazioni
Direttiva 2002/91/CE
Legislazione europea:
Legislazione nazionale:
Legge 373/76
Normativa tecnica:
UNI 7357
Legge 10/91
D.M. 06.08.1994
Recepimento norme UNI
D.Lgs 192/2005
D.Lgs 311/2006
D.Lgs 115/2008
UNI 10344 - UNI 10348
UNI 10376 UNI 10379 UNI 10389
UNI 10345 UNI 10346 UNI 10347
UNI 10349 UNI 10351 UNI 10355
Rinvio non univoco alle
norme tecniche
(Allegato M) e alle
UNI TS 11300
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
Tipi di valutazione energetica
Valutazione energetica
d'esercizio
Valutazione
energetica di calcolo
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
Tipi di valutazione energetica
Norme tecniche europee a supporto della Direttiva 2002/91 CE
Raccomandazione CTI 03/3
Novembre 2003
NORMA UNI TS
Prestazioni energetiche
degli edifici
Allegati nazionali alle norme EN
Metodi calcolo
Norme nazionali UNI di supporto
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300
Prestazioni energetiche degli edifici
• Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per
la climatizzazione estiva ed invernale - Maggio 2008
• Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei
rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua
calda sanitaria - Maggio 2008
• Parte 3: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei
rendimenti per la climatizzazione estiva (ha terminato l’inchiesta pubblica)
• Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per
riscaldamento di ambienti e preparazione acqua calda sanitaria (in corso di
elaborazione)
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1 - Oggetto
La norma definisce le modalità di applicazione nazionale della norma
UNI EN 13790:2008
Viene applicato il metodo mensile per il calcolo dei fabbisogni di energia
termica e per lo scambio termico per trasmissione e ventilazione
dell’edificio quando riscaldato o raffrescato a temperatura interna
costante
 per riscaldamento
 per raffrescamento
• il contributo delle sorgenti di calore interne e solari al bilancio termico
dell’edificio
• i fabbisogni annuali di energia per riscaldamento e raffrescamento per
mantenere le temperature di setpoint
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
Tipi di valutazione energetica
La norma è rivolta a diversi tipi di valutazione di calcolo:
 di Progetto
 Standard
 in condizioni effettive di utilizzo
Determinazione
Tipo di valutazione
di Progetto
Funzione o scopo
della prestazione
Utenza
Clima
Edificio
Calcolata
Standard
Standard
Progetto
Permesso di costruire, certificato
energetico in determinate condizioni
Standard
Standard
Reale
Certificato energetico, regolamenti
A seconda dello scopo
Reale
Ottimizzazione, validazione, progetto di
riqualificazione
Reale
Certificato, regolamenti
Standard
Adattata all'utenza
d'Esercizio
Dati di ingresso
Misurata
Reale
Reale
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1 - Procedura di calcolo
1. Definizione dei confini dell’insieme degli ambienti climatizzati e non
climatizzati dell’edificio.
2. Se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo.
3. Definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi
al clima esterno.
4. Calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell’edificio, dei fabbisogni netti di
energia per il riscaldamento (QH,nd) e raffrescamento (QC,nd).
5. Aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone
servite dagli stessi impianti.
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1 - Regole di divisione dell’edificio
Individuazione della zona termica
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1 - Regole di divisione dell’edificio
Più edifici serviti da un’unica centrale
Edificio servito da un’unica centrale termica
Porzione di edificio con impianto termico autonomo
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1 - Regole di divisione dell’edificio
La zonizzazione non è richiesta se si
verificano le seguenti condizioni:
– le temperature interne di regolazione
riscaldamento differiscono di non oltre 4 K;
per
il
– gli ambienti non sono raffrescati o comunque le
temperature interne di regolazione per il raffrescamento
differiscono di non oltre 4 K;
– gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di
riscaldamento;
– se vi è un impianto di ventilazione meccanica, almeno
l’80% dell’area climatizzata è servita dallo stesso
impianto di ventilazione con tassi di ventilazione nei
diversi ambienti che non differiscono di un fattore
superiore a 4.
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Fabbisogno di energia termica per riscaldamento e raffrescamento
Per ogni zona dell’edificio e per ogni mese:
QH,nd = QH,ht - ηH,gn · Qgn = (QH,tr + QH,ve) - ηH,gn · (Qint + Qsol)
QC,nd = Qgn - ηC,ls · QC,ht = (Qint + Qsol) - ηC,ls · (QC,tr + QC,ve)
• QH,nd è il fabbisogno ideale di energia dell’edificio per
riscaldamento;
• QC,nd è il fabbisogno ideale di energia dell’edificio per
raffrescamento;
• QH,ht è lo scambio termico totale nel caso di riscaldamento;
• QC,ls è lo scambio termico totale nel caso di raffrescamento;
• QH,tr è lo scambio termico per trasmissione nel caso di
riscaldamento;
• QC,tr è lo scambio termico per trasmissione nel caso di
raffrescamento;
• QH,ve è lo scambio termico per ventilazione nel caso di
riscaldamento;
• QC,ve è lo scambio termico per ventilazione nel caso di
raffrescamento;
• Qgn sono gli apporti termici totali;
• Qint sono gli apporti termici interni;
• Qsol sono gli apporti termici solari;
• ηH,gn è il fattore di utilizzazione degli apporti termici;
• ηC,ls è il fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche
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UNI TS 11300-1
Dati di ingresso
Dati relativi alle caratteristiche tipologiche dell’edificio
– volume lordo e volume netto dell’ambiente climatizzato;
– la superficie utile (o netta calpestabile) dell’ambiente climatizzato;
– superfici di tutti i componenti dell’involucro e della struttura edilizia;
– tipologie e le dimensioni dei ponti termici;
– orientamenti di tutti i componenti dell’involucro edilizio;
– caratteristiche geometriche di tutti elementi esterni (altri edifici, aggetti,
etc.) che ombreggiano i componenti trasparenti dell’involucro edilizio.
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Dati di ingresso
Dati relativi alle caratteristiche termiche e costruttive dell’edificio
– trasmittanza termica dei componenti dell’involucro edilizio
– capacità termica areica dei componenti della struttura
– trasmittanza di energia solare totale dei componenti trasparenti
– i fattori di assorbimento solare delle facce esterne dei componenti opachi
dell’involucro edilizio
– le emissività delle facce esterne dei componenti dell’involucro edilizio
– fattori di riduzione della trasmittanza di energia solare totale dei
componenti trasparenti dell’involucro edilizio in presenza di schermature
mobili
– fattori di riduzione dovuti al telaio dei componenti trasparenti
– coefficienti di trasmissione lineare dei ponti termici
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Dati di ingresso
Dati climatici
– medie mensili di temperatura esterna
– medie mensili dell’irraggiamento solare totale per ciascun orientamento
Dati relativi alle modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio
–
–
–
–
–
–
–
–
temperature di set-point (riscaldamento, raffrescamento)
numero di ricambi d’aria
tipo di ventilazione e di regolazione della portata
durata dei periodi di raffrescamento e riscaldamento
regime di funzionamento dell’impianto termico;
modalità di gestione delle chiusure oscuranti
modalità di gestione delle schermature mobili
apporti di calore interni
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Utenza convenzionale
Elemento
Occupante
Impianto di
ventilazione
meccanica
Dato
Apporti intemi di calore
Criterio
Valore tabulato
Variabili
Destinazione d'uso
Gestione delle chiusure oscuranti
Chiusura notturna (12 h)
-
Gestione delle schermature mobili
Chiusura con valori di
irradianza solare maggiori di 300 W/m2
Latitudine
Orientamento
Mese
Portata di ventilazione naturale
Valore tabulato
Destinazione d'uso
Portata di ventilazione
Qve.des * k
k = fattore di contemporaneità
Portata di progetto
Ventilazione nottuma
Azionamento nottumo (23:00-7:00)
Portata di progetto
Periodo di riscaldamento
Valore tabulato
Zona climatica
(gradi giorno)
Continuo
-
Valore tabulato
Destinazione d'uso
Impianto termico Profilo di funzionamento dell’impianto
Temperatura interna di regolazione
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UNI TS 11300-1
Dati precalcolati sui componenti
Componente
Parametro
Componenti
opachi
dell’involucro
Trasmittanza termica
Componenti
trasparenti
dell'involucro
Ponti termici
Variabili
Riferimento normativo
Tipologia costruttiva, spessore UNI TS 11300-1-App. A
Fattore di assorbimento solare
Colore
UNI TS 11300-1
Trasmittanza di energia solare totale di vetri
Tipologia
UNI TS 11300-1 App. A
Fattore di riduzione della trasmittanza solare
di schermature mobili
Tipologia
UNI TS 11300-1
Trasmittanza termica di vetri, telai e
chiusure oscuranti
Tipologia
UNI TS 11300-1
Fattore telaio (1 - FF)
-
UNI TS 11300-1
Trasmittanza termica lineare
Tipologia di ponte termico,
posizione dell’isolante
UNI EN ISO 14683
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Determinazione semplificata della trasmittanza termica di parete
Sistema
Descrizione della semplificazione
Variabili
Edificio
Determinazione semplificata del
volume netto e dalla superficie
netta di pavimento
Destinazione d'uso, spessore delle pareti
Contesto esterno
Ombreggiatura di elementi esterni
Angolo medio sull’orizzonte, mese, orientamento
Determinazione forfettaria
dell'effetto dei ponti termici
Tipo di struttura edilizia
Fattore di convezione precalcolato
dello scambio termico tra ambiente
climatizzato e non climatizzato
Tipo di ambiente confinante
Fattore di convezione precalcolato
dello scambio termico tra ambiente
climatizzato e terreno
Tipo di elemento
Valori precalcolati della capacita termica interna
Numero di piani, caratteristiche di intonaci, pareti
esterne e pavimenti
Involucro edilizio
Struttura edilizia
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Dati precalcolati sui sistemi
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-1
Abaco delle strutture murarie
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2 - Oggetto
UNI/TS 11300-2 Prestazioni energetiche degli edifici - Determinazione del fabbisogno di
energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di
acqua calda sanitaria.
La parte 2 consente di determinare:
• fabbisogno di energia utile per la preparazione dell’acqua calda sanitaria
• rendimento dei sottosistemi dell’impianto
• rendimento globale medio stagionale
• fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale e per
la preparazione ACS
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2 - Flussi di Energia
Flussi termici entranti ed uscenti
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Emissione
Il calcolo del fabbisogno di energia primaria è basato sul calcolo delle
perdite di energia nelle varie sezioni che compongono l’impianto
(sottosistemi). Parte di queste perdite sono recuperabili (la norma specifica
quali e come).
La parte 2 della norma fornisce due livelli di calcolo:
- un livello semplificato basato su valori precalcolati contenuti in
tabelle nelle quali sono precisate le condizioni al contorno che fissano i
limiti di applicazione delle tabelle
- metodi di calcolo dettagliato per determinare le perdite
d’impianto nei casi più complessi o comunque quando non possano
essere utilizzati i valori delle tabelle
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Emissione
La norma fornisce i valori per diversi
terminali di erogazione in due
prospetti:
- per ambienti di altezza fino a 4 m
- per ambienti di altezza > di 4 m
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Emissione
Carico termico medio annuo W/m3
Tipo di terminale di erogazione
<4
4-10
>10
Eta e
Radiatori su parete esterna isolata
0,95
0,94
0,92
Radiatori su parete interna
0,96
0,95
0,92
Ventilconvettori (**) valori riferititi a tmedia acqua = 45° C
0,96
0,95
0,94
Termoconvettori
0,94
0,93
0,92
Bocchette in sistemi ad aria calda
0,94
0,92
0,90
Pannelli isolati annegato a pavimento
0,99
0,98
0,97
Pannelli annegati a pavimento
0,98
0,96
0,94
Pannelli annegati a soffitto
0,97
0,95
0,93
Pannelli a parete
0,97
0,95
0,93
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Emissione
Sistemi a bassa
inerzia termica
Tipo di regolazione
Caratteristiche
Solo Climatica K-0,6 hug
On off
Solo ambiente
P banda prop.1°C
P banda prop.2 °C
On off
Ambiente + climatica P banda prop.1°C
P banda prop.2 °C
On off
Solo zona
P banda prop.1°C
P banda prop.2 °C
On off
Zona + climatica
P banda prop.1°C
P banda prop.2 °C
Sistemi ad elevata inerzia termica
Radiatori, convettori, Pannelli integrati nelle Pannelli annegati nelle
ventilconvettori,
strutture
strutture edilizie e non
strisce radianti ed
edilizie e disaccoppiati
disaccoppiati
aria calda (*)
termicamente
termicamente
K=1
0,94
0,98
0,96
0,97
0,99
0,98
0,93
0,97
0,95
0,96
0,98
0,97
K=0,98
0,92
0,96
0,94
0,95
0,98
0,97
0,91
0,96
0,93
0,94
0,97
0,96
K=0,94
0,88
0,92
0,90
0,93
0,96
0,95
0,87
0,92
0,89
0,92
0,95
0,94
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Distribuzione
Impianti autonomi
Tabelle di valori
precalcolati per le
diverse tipologie di
distribuzione,
di edificio e di grado di
isolamento
delle tubazioni
Impianti centralizzati
Distribuzione orizzontale
Oppure calcolo secondo appendice A
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Distribuzione
Altezza
Isolamento distribuzione nel cantinato
edificio
Legge 10/91
Discrete
Medio
Insufficiente
Realizzazione
Realizzazione
Realizzazione
Realizzazione
1 piano
Dopo il 1993
0,908
1993-1977
0,880
1976-1961
0,868
Prima del 1961
0,856
2 piani
0,925
0,913
0,901
0,889
3 piani
0,939
0,927
0,917
0,904
4 piani
0,949
0,938
0,927
0,915
>5 piani
0,955
0,943
0,934
0,922
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Produzione
Valori precalcolati per le seguenti tipologie di generatori:
• Generatore a gas tipo B
• Generatore a gas tipo C
• Generatore a gas/gasolio con bruciatore ad aria soffiata
• Generatore a condensazione a gas/gasolio
- in funzione delle effettive condizioni di installazione
Negli altri casi: calcolo in base ai metodi contenuti nell’appendice B
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Produzione
Valori precalcolati: condizioni al contorno.
F1 rapporto fra la potenza del generatore installato e la potenza di progetto richiesta.
F2 installazione all’esterno.
F3 camino di altezza maggiore di 10 m.
F4 temperatura media di caldaia maggiore di 65 °C in condizioni di progetto.
F5 generatore monostadio.
F6 camino di altezza maggiore di 10 m in assenza di chiusura dell’aria comburente
all’arresto (non applicabile ai premiscelati).
F7 temperatura di ritorno in caldaia nel mese più freddo.
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimento di Produzione
Generatori di calore atmosferici tipo B classificati **
Generatori di calore a camera stagna tipo C per impianti autonomi classificati ***
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Fabbisogni di acqua calda sanitaria: residenziale
Fabbisogno giornaliero = a x Su in litri a 40 °C con ΔT = 25 °C
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Fabbisogni di acqua calda sanitaria: altre destinazioni d’uso
Tipo di attività
a
Nu
40 l/G letto
60 l/G letto
80 l/G letto
90 l/G letto
Numero di letti e numero giorni mese
50 l/G letto
60 l/G letto
70 l/G letto
90 l/G letto
Numero di letti e numero giorni mese
Altre attività ricettive diverse dalle precedenti
28 l/G letto
Numero di letti e numero giorni mese
Attivita ospedaliera day hospital
10 l/G letto
Numero di letti
Attivita ospedaliera con pernottamento e lavanderia
90 l/G letto
Numero di letti
Hotel senza lavanderia
1 Stella *
2 Stelle **
3 Stelle ***
4 Stelle ****
Hotel con lavanderia
1 Stella *
2 Stelle **
3 Stelle ***
4 Stelle ****
Scuole
Scuole materne e asili nido
Attivita sportive/palestre
10I/G
15 l/G
100 l/G
Per doccia installata
Uffici
-
Numero di addetti/giorno N giorni/mese
Negozi
-
Numero di addetti/giorno N giorni/mese
Ristoranti e Self service: per numero di pasti al giorno
4 l/G
Numero di ospiti per pasto
Catering: 2 turni al giorno
Catering: 1 turno al giorno
21 l/G
10 l/G
Numero di ospiti per pasto
Numero di ospiti per pasto
Numero di bambini
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-2
Rendimenti convenzionali degli scaldacqua
Tipo di apparecchio
Versione
Rendimento istantaneo
(%)
Rendimento Stagionale
(%)
Generatore a gas di tipo
istantaneo per sola
produzione di acqua calda
sanitaria
Tipo B con pilota
permanente
75
45
Tipo B senza pilota
85
77
Tipo C senza pilota
88
80
Tipo B con pilota
permanente
75
40
Tipo B senza pilota
85
72
Tipo C senza pilota
88
75
-
95
75
A camera aperta
84
70
A condensazione
98
90
Generatore a gas ad
accumulo per sola
produzione di acqua calda
sanitaria
Bollitore elettrico ad
accumulo
Bollitori ad accumulo a
fuoco diretto
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-3
UNI/TS 11300-3 Prestazioni energetiche degli edifici Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei
rendimenti per la climatizzazione estiva
La parte 3 consente di determinare:
• rendimento dei sottosistemi dell’impianto di climatizzazione
• rendimento globale medio stagionale
• fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione estiva
NORMATIVA TECNICA NAZIONALE: UNI TS 11300
UNI TS 11300-4
UNI/TS 11300-4 Prestazioni energetiche degli edifici - Utilizzo di energie
rinnovabili e di altri metodi di generazione per riscaldamento di
ambienti e produzione di acqua calda sanitaria.
La parte 4 consente di determinare:
Utilizzo di energie rinnovabili
Altri metodi generazione
• Solare termico
• Pompe di calore
• Biomasse
• Cogenerazione
• Fotovoltaico
• Teleriscaldamento

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