CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
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20 CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO (*)(**)
20.1 PREMESSA
Il panorama normativo/legislativo si è molto modificato da due anni a questa parte, con
l’emanazione prima del Decreto Legislativo n. 192(1) del 2005, come recepimento italiano della Direttiva Europea 2002/91/CE(2) sull’efficienza energetica nell’edilizia e
poi con la recente pubblicazione in Gazzetta Ufficiale del Decreto del Presidente
della Repubblica n. 59 del 2009(3), decreto attuativo del D.Lgs. n.192, che sancisce
la fine del regime transitorio imposto da quest’ultimo. A tal fine il D.Lgs. n. 192 si
preoccupa di definire le linee generali per regolamentare, da una parte, le modalità di
progettazione, realizzazione e certificazione dei sistemi edificio-impianto, dall’altra, le
procedure di gestione e manutenzione degli impianti, demandando a successivi decreti ministeriali l’attuazione vera e propria della Direttiva Europea.
Tale Decreto di fatto riprende i principi già espressi dalla Legge 10/91, recante
“Norme per l’attuazione del piano energetico nazionale in materia di uso razionale
dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”,
relativamente agli obblighi concernenti gli edifici e i loro impianti, e dal suo decreto
attuativo, il DPR 412 del 26 agosto 1993, “Regolamento recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli
edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell’art. 4,
comma 4, legge 9 gennaio 1991, n. 10”. Rispetto a questi fa contemporaneamente
almeno un passo avanti e uno indietro.
Il passo avanti è rappresentato dal fatto che richiama esplicitamente, come oggetto dell’attenzione per il risparmio energetico, la climatizzazione estiva; il passo indie-
(*) L’ing. Nicola Rossi e l’ing. Luca Alberto Piterà sono coautori del capitolo 20.
(**) Aggiornato a maggio 2010.
(1)
D.Lgs. 192, “Attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico in edilizia”, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 222 del 23 settembre 2005 - Supplemento ordinario n.
158, ripubblicato nel supplemento ordinario della Gazzetta Ufficiale n. 241 del 15 ottobre 2005.
(2) Emanata dal Parlamento e Consiglio Europeo il 16 dicembre 2002 e pubblicata nella Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea n. L1/65 il 4 gennaio 2003.
(3) DPR 2 aprile 2009, n. 59 “Regolamento di attuazione dell’articolo 4, comma 1 lettera a) e
b), del decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, concernente attuazione delle direttiva
2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia”, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 132
del 10 giugno 2009.
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tro è, invece, l’assenza esplicita di un riferimento alle condizioni ambientali interne
che si ritiene siano da mantenere nei nostri edifici. Non ha infatti molto senso oggi
normare il risparmio energetico prescindendo da una precisa definizione di benessere termoigrometrico e di qualità dell’aria, che potrà chiamarsi sinteticamente benessere ambientale.
Gli edifici e i sistemi impiantistici (sistema edificio-impianto) hanno, infatti, il
compito di creare ambienti in cui le persone godano di condizioni ambientali favorevoli per la loro salute e per il loro benessere e, nel caso di ambienti destinati ad attività lavorative e commerciali, in grado di favorire la produttività.
Lo scenario in cui si inserisce, quindi, la direttiva ed il suo recepimento con il
D.Lgs. 192/2005 è uno scenario fortemente modificato rispetto a quello del 1991
(Legge 10/91) ed è caratterizzato da “emergenze” cui bisogna dare risposte: costi
dell’energia sempre crescenti, un carico sulle reti (elettrica e gas) che mette in crisi
gli approvvigionamenti di potenza; problematiche ambientali su scala locale e su
scala globale.
Le strategie perseguibili devono, da una parte, tenere conto delle esigenze crescenti, dall’altra confrontarsi con questo scenario energetico sempre più complesso
e ineluttabile. Limitatamente al sistema edificio-impianti la strategia per ridurre i
consumi energetici e, contestualmente, rispondere alla richiesta di maggior benessere ambientale, viaggia su tre binari paralleli:
– ridurre, a parità di benessere ambientale richiesto, i carichi termici degli edifici;
– applicare, negli impianti tecnologici a servizio del benessere ambientale, le tecnologie più efficienti;
– progettare i sistemi edificio-impianti realmente come sistemi integrati, sfruttando
al massimo le possibili sinergie.
Per fare tutto ciò è evidente che tutti gli attori che si muovono su tale scena devono dotarsi degli strumenti necessari, adeguati per affrontare questa sfida tecnologica,
economica e sociale. Vi è, quindi, un problema culturale: si deve passare dall’edificio e dall’impianto, visti come due corpi separati, all’unico obiettivo del sistema integrato edificio-impianto.
Vi è un problema di regole: le “leggi” europee (la direttiva), le leggi nazionali (Legge
10/91, DPR 412/93, D.Lgs. 192/05 e D.Lgs 311/06, D.Lgs. 115/08, DPR 59/09) e i
regolamenti locali (leggi regionali e provinciali), la certificazione energetica (cogente),
l’efficacia dei controlli.
Il panorama legislativo italiano, concernente il recepimento della Direttiva Europea, è però alquanto più complesso di quanto non sembri. Infatti come conseguenza
della devolution in atto, le Regioni e le Province autonome hanno acquisito autonomia legislativa in materia di energia e alcune di loro hanno già provveduto o stanno
provvedendo, come consente la stessa direttiva, a un suo recepimento diretto(4).
(4)
Regione Lombardia, Province autonome di Trento e Bolzano, Regione Emilia Romagna,
Regione Piemonte, Regione Liguria e Regione Toscana.
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20.2 DIRETTIVA SULL’EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI
2002/91/CE
Il 16 dicembre 2002 il Parlamento e il Consiglio Europeo emanavano una direttiva
sull’efficienza energetica degli edifici. Uno strumento determinante per le politiche
di riduzione dei consumi energetici sul lato della domanda è la recente Direttiva del
Parlamento europeo e del Consiglio sull’efficienza energetica nell’edilizia il cui
acronimo inglese è EPBD, ossia Energy Performance Building Directive.
La direttiva proposta istituisce un quadro che permetterà agli Stati membri di
coordinare meglio la normativa in questo campo; l’applicazione pratica del quadro
incomberà essenzialmente sulle amministrazioni nazionali.
20.2.1 Obiettivi. Il principale obiettivo della Direttiva è promuovere il miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici all’interno della UE, garantendo, per
quanto possibile, che siano intraprese solo le misure più efficaci sotto il profilo dei costi.
Dato che il tasso di turnover degli edifici è piuttosto esiguo (ciclo di vita che va
da 50 a più di 100 anni), se l’obiettivo è migliorare le prestazioni energetiche nel
breve e medio termine, esso va applicato al patrimonio edilizio esistente.
La proposta comprende quattro elementi principali:
L’implementazione di un metodo comune di calcolo del rendimento energetico
degli edifici. Gli standard e i regolamenti edilizi attualmente sviluppati nella UE
mostrano una decisa tendenza verso un approccio integrato, vale a dire un approccio
che tiene conto non solo del risparmio energetico derivante dall’isolamento termico
e dall’efficienza degli impianti di riscaldamento, ma anche dei risparmi ottenibili
ottimizzando i fattori che influenzano il consumo di energia per il raffrescamento
estivo, per la ventilazione e per l’illuminazione. Va incentivato, inoltre, il ricorso a
fonti di energia rinnovabili e a soluzioni intelligenti per ottimizzare il rapporto edificio-energia solare. Alla luce delle moderne tecniche di coibentazione degli edifici e
della tendenza a costruire abitazioni a basso consumo energetico, questi fattori assumono importanza crescente e devono, quindi, essere considerati dalla legislazione.
L’approccio integrato offre ai progettisti maggiore flessibilità e consente di raggiungere lo stesso obiettivo di prestazione energetica con la soluzione più efficace, anche
sotto il profilo economico, in relazione al contesto generale. L’approccio integrato è
già una realtà, ed è obbligatorio in Germania, Francia, Regno Unito, Irlanda e Paesi
Bassi; altri Stati membri prevedono di adottarlo.
L’applicazione di norme minime sul rendimento energetico agli edifici di nuova
costruzione e agli edifici in ristrutturazione, quando appartengano a una certa
categoria. I condomini e le case di nuova costruzione, nonché gli edifici nuovi del
settore terziario, dovranno rispettare i limiti minimi di rendimento energetico calcolati secondo la metodologia integrata. Le stesse norme si applicheranno anche agli
edifici esistenti di grandi dimensioni (ovvero di superficie superiore a 1000 m2), nei
casi in cui vengano sottoposti a ristrutturazione sostanziale. Va notato che nell’applicare dette norme devono essere tenute in debita considerazione le condizioni termiche previste per gli ambienti interni.
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L’ispezione e la valutazione specifica delle caldaie e degli impianti di riscaldamento e raffreddamento. L’impianto termico costituisce, com’è noto, un aspetto
chiave dell’efficienza energetica. I generatori di calore con potenza utile superiore a
10 kW, ovvero nella gamma di potenza che va dalle caldaie per piccole abitazioni a
quelle per condomini, uffici ecc., devono essere ispezionati a intervalli regolari. L’ispezione è attualmente obbligatoria in dieci Stati membri, mentre altri applicano
regimi di autoregolamentazione e programmi di informazione. Se la caldaia ha più
di 15 anni di età, deve essere ispezionato l’intero impianto termico e devono essere
forniti all’utenza suggerimenti in merito a soluzioni alternative che possano ridurre
il consumo energetico. Misure analoghe devono essere intraprese nei confronti degli
impianti di condizionamento, soprattutto per gli edifici di grandi dimensioni.
L’introduzione di un sistema di certificazione degli edifici di nuova costruzione ed
esistenti. Uno dei principali ostacoli all’investimento nel rendimento energetico sul
mercato della locazione di edifici, abitazioni o uffici è il fatto che il proprietario e il
locatario hanno interessi diversi, poiché generalmente è il locatario che paga le bollette energetiche, il proprietario è poco incentivato ad investire sul rendimento energetico.
Il modo migliore per rendere più attraenti questi investimenti è fornire informazioni
chiare e affidabili ai potenziali locatari; queste potranno influenzare il canone preteso,
incentivando i proprietari ad investire nel rendimento energetico di edifici e abitazioni.
Per facilitare il passaggio di tali informazioni è necessario che, all’atto della costruzione, compravendita o locazione di un edificio, di un’abitazione o di un ufficio, sia messo
a disposizione un attestato relativo al rendimento energetico. La certificazione, che
deve risalire a non più di cinque anni prima, deve basarsi sullo stesso approccio integrato utilizzato per i limiti minimi applicabili agli edifici di nuova costruzione e deve
contenere suggerimenti su come migliorare le prestazioni energetiche dell’edificio. Nel
caso degli edifici di proprietà di enti pubblici o di proprietà privata o occupati da privati ma frequentati dal pubblico, gli attestati di certificazione energetica (non più vecchi di cinque anni) devono essere esposti al pubblico in modo permanente ed evidente. Mediante gli opportuni provvedimenti, è possibile sensibilizzare l’opinione pubblica sulle prestazioni energetiche degli edifici e ottenere suggerimenti su come
migliorarle. Il modo migliore per farlo è la procedura di certificazione. La certificazione degli edifici di nuova costruzione è attualmente obbligatoria in Danimarca,
Germania e Regno Unito. Per gli edifici esistenti, solo la Danimarca dispone di un
regime obbligatorio, ma numerosi Stati membri hanno predisposto programmi di
autoregolamentazione. In base ad un calcolo danese sulla certificazione di 160.000
abitazioni in 3,5 anni, l’operazione è costata in totale circa 25 M e ha identificato
possibili migliorie per circa 125 M . Una volta eseguiti, gli interventi hanno indotto
un risparmio energetico per il consumatore pari a circa 20 M all’anno. In questo
caso specifico la certificazione, abbinata alla correzione degli sprechi rilevati, ha dato
un ritorno degli investimenti pari al 13%, il che rappresenta un elevato livello di efficacia sotto il profilo costi.
In giugno del 2009 sono state pubblicate con Decreto Ministeriale le “Linee
Guida Nazionali per la Certificazione Energetica”. Tali linee guida si applicano a
tutte quelle Regioni(4) che non hanno recepito autonomamente la Direttiva Europea,
introducendo sul proprio territorio un sistema di certificazione energetica del sistema
edificio-impianto.
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20.2.2 Ambito di applicazione della Direttiva. Questa iniziativa affronta gli
aspetti dell’edilizia riguardanti il consumo di energia ai fini del riscaldamento degli
ambienti e dell’acqua sanitaria, del condizionamento e dell’illuminazione. Il presente atto riguarda il “sistema edificio” nel suo insieme e tutti gli impianti installati per
la climatizzazione invernale/estiva e la ventilazione. Sono esclusi gli impianti non
installati, come gli elettrodomestici, che globalmente assorbono il 18% del consumo
energetico totale del settore residenziale. Nel settore terziario, gli impianti di illuminazione che rispondono del 14% del consumo energetico del settore, sono per la
maggior parte installati e, quindi, ricadono nel campo di applicazione della direttiva.
Gli impianti non installati rappresentano circa il 20% del consumo del settore terziario, assorbito in parte dalle macchine per ufficio.
Per quanto riguarda le attrezzature non installate, sono state attuate o sono previste nel piano di azione sull’efficienza energetica politiche specifiche in materia di etichettatura, limiti minimi di efficienza e accordi di autoregolamentazione.
20.2.3 Contenuti della Direttiva
Articolo 1: definisce finalità e campo di applicazione della proposta.
Articolo 2: definisce i termini e i concetti utilizzati.
Articolo 3: sancisce l’obbligo degli Stati membri di predisporre una metodologia
per il calcolo integrato del rendimento energetico degli edifici. Il quadro di tale metodologia figura in allegato alla direttiva proposta.
Articolo 4: impone agli Stati membri di fissare limiti minimi di rendimento energetico degli edifici di nuova costruzione, aggiornandoli regolarmente, nonché di
valutare la fattibilità dell’installazione di sistemi alternativi di fornitura energetica
per gli edifici nuovi di grandi dimensioni.
Articolo 5: impone agli Stati membri di applicare gli opportuni standard di rendimento energetico agli edifici esistenti di grandi dimensioni, ogniqualvolta questi
subiscano lavori sostanziali di ristrutturazione, a condizione di soddisfare determinati
criteri di costo e di efficacia sotto il profilo del costo.
Articolo 6: prevede che, al momento della costruzione, della compravendita o della
locazione di un edificio nuovo o esistente, sia messo a disposizione del potenziale
acquirente o locatario un attestato di certificazione energetica della durata non superiore a cinque anni. Per gli edifici pubblici o frequentati dal pubblico, la certificazione deve avvenire almeno ogni cinque anni e il relativo attestato deve essere apposto in
luogo visibile ed essere chiaramente consultabile dal pubblico. Inoltre, sempre per gli
edifici pubblici, devono essere chiaramente esposte le temperature e le altre condizioni climatiche eventualmente raccomandate per gli ambienti interni, con indicazione
dell’effettiva temperatura e delle effettive condizioni climatiche dell’interno.
Articolo 7: fissa norme specifiche relative alla regolare ispezione di caldaie e
sistemi di condizionamento dell’aria, connesse ad un’ispezione e valutazione una
tantum dell’impianto termico complessivo, nel caso in cui le caldaie siano state
installate da più di 15 anni.
Articolo 8: dispone che i sistemi di condizionamento centralizzati vadano ispezionati a intervalli regolari.
Articolo 9: impone agli Stati membri di predisporre un sistema che garantisca che
la certificazione e l’ispezione siano svolte esclusivamente da personale qualificato e
indipendente.
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Articoli 10 e 11: riguardano la procedura di comitato per l’adeguamento dell’allegato della direttiva proposta al progresso tecnico o per l’inserimento di standard
concordati in futuro.
Articoli 12 e 13: concernono le disposizioni amministrative connesse alla proposta.
Articolo 14: definisce il Comitato che deve assistere la Commissione come disciplinato dall’articolo 11.
Articolo 15: fissa la data di recepimento della direttiva da parte degli Stati membri (4 gennaio 2006).
Articolo 16: fissa l’entrata in vigore del decreto nel giorno successivo alla data di
pubblicazione nella Gazz. Uff. CE (5 gennaio 2003).
Articolo 17: informa che gli Stati membri dell’Unione Europea sono i destinatari
della Direttiva.
20.3 LEGGE N. 10 DEL 9 GENNAIO 1991
In Italia il contenimento dei consumi energetici negli edifici è stato per molto tempo
regolamentato dalla legge 30 aprile 1976, n. 373, e dai suoi decreti attuativi.
La legge 373/76 emanata dopo la prima crisi energetica avvenuta in Italia negli
anni 70, era costituita di tre parti e trentanove articoli(5):
– la prima regolamentava le prestazioni e l’installazione di impianti volti alla produzione del calore e dei loro sistemi di termoregolazione (Titolo I);
– la seconda riguardava le prestazioni dell’isolamento termico delle strutture degli
edifici (Titolo II);
– la terza regolamentava le sanzioni previste per la mancata osservanza della legge
(Titolo III).
Era supportata dai seguenti decreti attuativi:
– DPR 1052/77, che definiva i criteri di applicazione della legge, nonché le modalità e i termini per la presentazione della relazione tecnica;
– DM 10.3.1977, che suddivideva l’Italia in zone climatiche e indicava i valori
minimi e massimi del coefficiente di dispersione termica negli edifici (Cd);
– DM 30.7.1986, che aggiornava i valori limite dei coefficienti di dispersione termica Cd, e li legava al fattore di forma S/V (superficie disperdente/volume lordo
riscaldato) dell’edificio e alla zona climatica di ubicazione.
Il 9 gennaio 1991 venne emanata la Legge n. 10 del 9 gennaio 1991, recante
“Norme per l’attuazione del piano energetico nazionale in materia di uso razionale
dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”,
pubblicata nella Gazzetta Ufficiale n. 13 del 16 gennaio 1991 (entrata in vigore il 17
gennaio 1991), sostituendo la legge 373/76 e modificando il panorama legislativo in
tema di energia in Italia, introducendo inoltre per la prima volta il concetto di certificazione energetica degli edifici.
(5)
Il D.Lgs. 192/05 e successive modificazioni e integrazioni (s.m.i.) ha abrogato e sostituito in
parte questi articoli all’interno del suo corpo legislativo.
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Tale legge era stata emanata per migliorare i processi di trasformazione dell’energia, per ridurre i consumi di energia e migliorare le condizioni di compatibilità
ambientale dell’utilizzo dell’energia a parità di servizio reso e di qualità della vita.
La Legge 10/91 ha abrogato anche la Legge 308/82 (anche se in modo parziale),
relativa alle incentivazioni economiche per gli interventi di risparmio energetico, il
DM 23.11.1982 sul contenimento dei consumi di energia negli edifici a destinazione
industriale e artigianale e la legge 645/83 sugli orari di funzionamento degli impianti di riscaldamento.
Per la sua piena applicazione la Legge 10/91 necessitava sia di provvedimenti
attuativi, da emanarsi a cura dei Ministeri competenti, sia di norme tecniche specifiche, di competenza dell’UNI, per fornire adeguate metodologie di calcolo per l’adempimento degli obblighi di legge.
In particolare, i decreti attuativi di maggiore interesse sono stati i seguenti:
– DPR attuativo dell’art. 4, comma 1, su proposta del Ministero dei lavori pubblici,
che definisce i criteri generali tecnico-costruttivi e le tipologie per l’edilizia sovvenzionata e convenzionata, per l’edilizia pubblica e privata, anche riguardo alla
ristrutturazione degli edifici esistenti;
– DM attuativo dell’art. 4, comma 2, sempre su proposta del Ministero dei lavori
pubblici, che contiene la normativa tecnica al cui rispetto risulta condizionato il
rilascio delle autorizzazioni e delle concessioni e l’erogazione di finanziamenti e
contributi per la realizzazione di opere pubbliche;
– DPR attuativo dell’art. 4, comma 4, su proposta del Ministero dell’industria, del
commercio e dell’artigianato, diventato DPR 26.8.1993, n. 412, “Regolamento
recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la manutenzione
degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione all’articolo 4, comma 4, della Legge 10/91” e pubblicato nella
Gazzetta Ufficiale del 14 ottobre 1993. Nella Gazzetta Ufficiale del 19 aprile 1994
è stata pubblicata inoltre la circolare 12 aprile 1994 n. 233/F, interpretativa e di
chiarimento al suddetto DPR 412/93;
– DM attuativo dell’art. 28, comma 3, su proposta del Ministero dell’industria, del
commercio e dell’artigianato, diventato DM 13 dicembre 1993, “Approvazione
dei modelli tipo per la compilazione della relazione tecnica di cui all’art. 28 della
legge 10/91, attestante la rispondenza alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degli edifici” e pubblicato nella Gazzetta Ufficiale del
20 dicembre 1993; nella stessa Gazzetta Ufficiale è stata pubblicata anche la circolare 13 dicembre 1993 n. 231/F, che riporta alcune interpretazioni e chiarimenti in merito alla relazione tecnica;
– DPR attuativo dell’art. 30, su proposta del Ministero dell’industria, del commercio e dell’artigianato, che specifica le modalità per la certificazione energetica
degli edifici;
– DPR attuativo dell’art. 32, su proposta del Ministero dell’industria, del commercio e dell’artigianato, che definisce le norme per la certificazione dei materiali e
dei componenti che presentano prestazioni termiche tali da contribuire al risparmio energetico degli edifici;
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– DM 6 agosto 1994 del Ministero dell’industria, del commercio e dell’artigianato,
pubblicati nella Gazzetta Ufficiale del 24 agosto 1994, relativi a “Modificazioni ed
integrazioni alla tabella relativa alle zone climatiche di appartenenza dei Comuni italiani allegata al DPR 26 agosto 1993, n. 412, concernente il contenimento
dei consumi di energia degli impianti termici degli edifici” e “Recepimento delle
norme UNI attuative del DPR 26 agosto 1993, n. 412, recante il regolamento per
il contenimento dei consumi di energia degli impianti termici degli edifici, e rettifica del valore limite del fabbisogno energetico normalizzato”.
Dal confronto delle nuove norme con il corpo normativo precedentemente in
vigore emergono sostanziali modifiche per quanto riguarda l’ambito di applicazione,
la progettazione e l’esercizio dell’impianto termico e, infine, le prescrizioni circa le
responsabilità nell’esercizio e nella manutenzione dell’impianto stesso.
L’ambito di applicazione si estende a tutte le categorie di edifici e non è solo
limitato al residenziale, ma comprende quelli a destinazione industriale e artigianale, nei quali venga installato un impianto adibito alla climatizzazione ai fini del
comfort delle persone, esclusivamente invernale, degli ambienti o alla produzione
di acqua calda per usi igienici e sanitari, alimentati con combustibili solidi, liquidi
e gassosi.
Per quanto riguarda la progettazione dell’impianto termico, la nuova normativa
pone maggiore attenzione al sistema edificio-impianto e introduce il concetto del
contenimento del fabbisogno energetico, cioè del bilancio tra l’energia entrante e
quella uscente da tale sistema.
Ai fini di una corretta progettazione che tenga conto del contenimento dei consumi di energia, il progettista può intervenire sui seguenti parametri:
– isolamento termico dell’involucro edilizio (strutture esterne, finestre ecc.);
– orientamento dell’edificio e dimensionamento delle superfici trasparenti;
– rendimento medio globale stagionale del generatore di calore;
– rendimenti dei sistemi di produzione dell’energia, emissione, regolazione e distribuzione del calore. In quest’ultimo caso vengono imposti valori minimi di isolamento termico delle reti di distribuzione, in funzione del diametro esterno della
tubazione e del valore di conduttività termica utile dell’isolante alla temperatura
media di 40 °C.
In merito, infine, alle responsabilità nell’esercizio e nella manutenzione dell’impianto, la nuova normativa ha introdotto due aspetti sostanziali:
– la figura del terzo responsabile, che deve possedere adeguati requisiti tecnici e
occuparsi della gestione dell’impianto;
– il “libretto di centrale” per impianti con potenzialità superiore a 35 kW e il “libretto di impianto” per impianti con potenzialità inferiore a tale limite, anche se individuali.
Risulta importante sottolineare che la Legge n. 296 del 27 dicembre 2007
(finanziaria 2007) all’articolo 1120 elimina dalla Legge 10/91 ogni riferimento
alle fonti di energia assimilate alle fonti rinnovabili come la cogenerazione, intesa
come produzione combinata di energia elettrica o meccanica e di calore, il calore
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recuperabile dai fumi di scarico e da impianti termici, da impianti elettrici e da processi industriali, nonché le altre forme di energia recuperabile in processi, in
impianti e in prodotti, ivi compresi i risparmi di energia conseguibili nella climatizzazione e nell’illuminazione degli edifici con interventi sull’involucro edilizio e
sugli impianti.
Rimangono di conseguenza solo le fonti rinnovabili(6) pure come: il sole, il
vento, l’energia idraulica, le risorse geotermiche, le maree, il moto ondoso e la trasformazione dei rifiuti organici e inorganici o di prodotti vegetali.
20.4 DPR 412 DEL 26 AGOSTO 1993
Due anni dopo l’entrata in vigore della Legge 10/91 viene pubblicato nel supplemento ordinario della Gazzetta Ufficiale n. 242 del 14 ottobre 1993 il DPR 412 del
26 agosto 1993 di cui si è prima parlato.
Successivamente, nella Gazzetta Ufficiale n. 81 del 6 aprile 2000 è stato pubblicato il decreto di aggiornamento del DPR 412, DPR 551 del 21 dicembre 1999, “Regolamento recante modifiche al DPR n. 412, 26.8.1993, in materia di progettazione,
installazione, esercizio e manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del
contenimento dei consumi di energia”. Il decreto 551 riporta solamente le parti che
vengono modificate, per cui occorre sempre fare riferimento al DPR 412. Successivamente il D.Lgs. 192 ha apportato ulteriori modifiche al DPR 412, abrogandone
alcune parti, che ha sostituito all’interno del suo corpo legislativo, come ad esempio:
– l’eliminazione della verifica del Cdlim (coefficiente di dispersione limite) per gli
edifici di nuova costruzione o negli interventi di ristrutturazione;
– l’eliminazione della verifica del FENlim (fabbisogno di energia normalizzato limite),
– l’eliminazione della verifica sul rendimento medio stagionale dell’impianto termico limite.
Di conseguenza non sono più applicabili le procedure del DPR 1052/77(7) e i valori
limite di Cd del DM 30.4.86 che prevedevano la metodologia di calcolo e la verifica del
fabbisogno, in quanto sostituiti attualmente dal regime transitorio del D.Lgs 192/05.
Nella tabella 20.1 è riportato un elenco non esaustivo di tutte le norme necessarie
per il calcolo e la verifica di legge.
Il DPR 412 e successive modificazioni, di conseguenza, rimane ancora un documento importante per la progettazione, in quanto si preoccupa di:
– definire le zone climatiche;
– classificare gli edifici in base alla loro destinazione d’uso;
(6) Per fonte energetica rinnovabile si intende quella fonte che sia virtualmente inesauribile, ma
che alterni periodi di disponibilità a periodi di indisponibilità (esaurimento apparente), la cui
durata non venga influenzata dalle modalità di estrazione dell’energia.
(7) Essendo stato abrogato il comma 1 del DPR 1052/77, le norme richiamate al suo interno non
sono più regole tecniche e di conseguenza non più obbligatorie per il calcolo del fabbisogno di
energia, sia essa primaria oppure no.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
– fissare i valori massimi della temperatura in ambiente in base alla destinazione d’uso;
– stabilire i periodi di funzionamento e i limiti di esercizio degli impianti termici in
funzione della zona climatica;
– stabilire i requisiti di dimensionamento degli impianti.
È opportuno ricordare comunque che, al momento, le norme non coprono tutte le
possibilità impiantistiche (e sarà alquanto improbabile che ciò avvenga mai, data la
possibilità pressoché infinita di casi e combinazioni): impianti di teleriscaldamento,
utilizzo di cascami termici, cogenerazione ecc. devono essere al momento trattati
secondo la responsabilità e la professionalità del progettista che dovrà in ogni caso
rispettare lo spirito della Legge 10/91, che è quello di introdurre all’utilizzo dell’energia in termini razionali ed economici.
Tab. 20.1 Norme tecniche (*)
Riferimento
Descrizione
Fabbisogno energetico primario
UNI/TS 11300-1
UNI/TS 11300-2
UNI/TS 11300-3
UNI/TS 11300-4
UNI 10339
UNI 10347
UNI 10348
UNI 10379-2005
UNI 11235
UNI EN 832
UNI EN 13465
UNI EN 13779
Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed
invernale
Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria.
Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva.
(Finita l’inchiesta pubblica in fase di pubblicazione da parte di UNI).
Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per il riscaldamento di ambienti e
preparazione acqua calda sanitaria (in fase di elaborazione).
Impianti aeraulici ai fini del benessere. Generalità classificazione e
requisiti. Regole per la richiesta d’offerta
Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Energia termica scambiata tra una tubazione e l’ambiente circostante – Metodo di calcolo (Ritirata e sostituita con la UNI/TS 11300-2 e la UNI EN 15316-2.3)
Riscaldamento degli edifici – Rendimenti dei sistemi di riscaldamento –
Metodo di calcolo (Ritirata e sostituita con la UNI EN 15316-1 e la UNI
EN 15316-2.1)
Riscaldamento degli edifici. Fabbisogno energetico convenzionale normalizzato (Ritirata e sostituita con la UNI/TS 11300-1)
Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione, il controllo e la manutenzione di coperture a verde.
Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento – Edifici residenziali (Ritirata e sostituita con la UNI EN ISO 13790)
Ventilazione degli edifici – Metodi di calcolo per la determinazione delle
portate d’aria negli edifici residenziali (Ritirata senza sostituzione)
Ventilazione negli edifici non residenziali – Requisiti di prestazione per
i sistemi di ventilazione e di condizionamento
(segue)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
11
(seguito tabella 20.1)
Riferimento
Descrizione
UNI EN 15242
Ventilazione degli edifici – Metodi di calcolo per la determinazione delle
portata d’aria negli edifici, comprese le infiltrazioni.
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 1: Generalità
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 2.1: Sistemi di emissione del calore negli ambienti
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 2.3: Sistemi di distribuzione del calore negli ambienti
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 3-1: Impianti per la
produzione di acqua calda sanitaria, caratterizzazione dei fabbisogni
(fabbisogni di erogazione)
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 3-2: Impianti per la
produzione di acqua calda sanitaria, distribuzione
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 3-3: Impianti per la
produzione di acqua calda sanitaria, generazione
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-1: Sistemi di generazione per il riscaldamento degli ambienti, sistemi a combustione (caldaie)
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-2: Sistemi di generazione per il riscaldamento degli ambienti, pompe di calore
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-3: Sistemi di generazione del calore, sistemi solari termici
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-4: Sistemi di generazione del calore, sistemi di cogenerazione negli edifici
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-5: Sistemi di generazione per il riscaldamento degli ambienti, prestazione e qualità delle
reti di riscaldamento urbane e dei sistemi per ampie volumetrie
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-6: Sistemi di generazione del calore, sistemi fotovoltaici
Impianti di riscaldamento degli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto - Parte 4-7: Sistemi di generazione per il riscaldamento degli ambienti, sistemi di combustione a biomassa.
Componenti ed elementi per edilizia – Resistenza termica e trasmittanza
termica – Metodo di calcolo
UNI EN 15316-1
UNI EN 15316-2.1
UNI EN 15316-2.3
UNI EN 15316-3-1
UNI EN 15316-3-2
UNI EN 15316-3-3
UNI EN 15316-4-1
UNI EN 15316-4-2
UNI EN 15316-4-3
UNI EN 15316-4-4
UNI EN 15316-4-5
UNI EN 15316-4-6
UNI EN 15316-4-7
UNI EN ISO 6946
(segue)
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12
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
(seguito tabella 20.1)
Riferimento
Descrizione
UNI EN ISO 10077-1
Prestazione termica di finestre, porte e chiusure – Calcolo della trasmittanza termica – Metodo semplificato
UNI EN ISO 10077-2 Prestazione termica di finestre, porte e chiusure – Calcolo della trasmittanza termica – Metodo numerico per i telai
UNI EN ISO 13370
Prestazione termica degli edifici – Trasferimento di calore attraverso
il terreno – Metodi di calcolo
UNI EN 13789
Prestazione termica degli edifici – Coefficiente di perdita di calore
per trasmissione – Metodo di calcolo
UNI EN ISO 13790
Prestazione termica degli edifici – Calcolo del fabbisogno di energia
per il riscaldamento
Raccomandaz. CTI (**) Esecuzione della certificazione energetica – Dati relativi all’edificio
Raccomandaz. CTI (**) Raccomandazioni per l’utilizzo della norma UNI 10348 ai fini del
calcolo del fabbisogno di energia primaria e del rendimento degli
impianti di riscaldamento
Ponti termici
UNI EN ISO 10211-1
UNI EN ISO 10211-2
UNI EN ISO 10211
UNI EN ISO 14683
Ponti termici in edilizia – Flussi termici e temperature superficiali –
Metodi generali di calcolo (Ritirata e sostituita con la UNI EN ISO
10211)
Ponti termici in edilizia – Calcolo dei flussi termici e delle temperature superficiali – Ponti termici lineari (Ritirata e sostituita con la
UNI EN ISO 10211)
Ponti termici in edilizia – Flussi termici e temperature superficiali –
Calcoli dettagliati
Ponti termici nelle costruzioni edili – Trasmittanza termica lineare –
Metodi semplificati e valori di progetto
Verifiche condensa
UNI EN ISO 13788
UNI EN ISO 15927-1
Prestazione igrometrica dei componenti e degli elementi per l’edilizia
– Temperatura superficiale interna per evitare l’umidità superficiale
critica e condensa interstiziale – Metodo di calcolo
Prestazione termoigrometrica degli edifici – Calcolo e presentazione
dei dati climatici – Medie mensili dei singoli elementi meteorologici
Valutazioni per il periodo estivo
UNI EN ISO 13786
Prestazione termica dei componenti per edilizia – Caratteristiche termiche dinamiche – Metodi di calcolo
Schermature solari esterne
UNI EN 13561
UNI EN 13659
UNI EN 14501
Tende esterne, requisiti prestazionali compresa la sicurezza (in obbligatorietà della marcatura CE)
Chiusure oscuranti, requisiti prestazionali compresa la sicurezza (in
obbligatorietà della marcatura CE)
Benessere termico e visivo, caratteristiche prestazioni e classificazione
(segue)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
13
(seguito tabella 20.1)
Riferimento
Descrizione
UNI EN 13363-1
Dispositivi di protezione solare in combinazione con vetrate; calcolo
della trasmittanza totale e luminosa, metodo di calcolo semplificato
Dispositivi di protezione solare in combinazione con vetrate; calcolo
della trasmittanza totale e luminosa, metodo di calcolo dettagliato
UNI EN 13363-2
Banche dati
UNI 8065
UNI 10349
UNI 10351
UNI 10355
UNI EN 303-5
UNI EN 410
UNI EN 673
UNI EN ISO 7345
Trattamento dell’acqua negli impianti termici ad uso civile
Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Dati climatici
Materiali da costruzione – Conduttività termica e permeabilità al vapore
Murature e solai – Valori della resistenza termica e metodo di calcolo
Caldaie per il riscaldamento – Caldaie per combustibile solidi, con
alimentazione manuale e automatica, con una potenza termica nominale fino a 300 kW – parte 5 – Terminologia, requisiti, prove e marcatura.
Vetro per edilizia – Determinazione delle caratteristiche luminose e
solari delle vetrate
Vetro per edilizia – Determinazione della trasmittanza termica (valore U) - Metodo di calcolo
Isolamento termico – Grandezze fisiche e definizioni
(*)
Estratto dall’allegato B del DPR n. 59, che ha sostituito l’allegato M del D.Lgs. 192/05 e
successive modificazioni.
(**) La raccomandazione CT03/3 è stata ritirata e sostituita dalla UNI TS 11300-1:2008 e UNI
TS 11300-2:2008.
20.4.1 Zone climatiche. Il territorio nazionale è stato suddiviso in sei zone climatiche in funzione dei gradi-giorno. Per gradi-giorno di una località si intende la
somma, estesa a tutti i giorni del periodo annuale convenzionalmente di riscaldamento, delle sole differenze positive giornaliere fra la temperatura ambiente, fissata
convenzionalmente a 20 °C, e la temperatura media esterna giornaliera; l’unità di
misura è il grado-giorno (GG).
Zona A: Comuni che presentano un numero di gradi-giorno non superiore a 600;
Zona B: Comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 600 e non
superiore a 900;
Zona C: Comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 900 e non
superiore a 1400;
Zona D: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 1400 e
non superiore a 2100;
Zona E: Comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 2100 e
non superiore a 3000;
Zona F: Comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 3000.
Nella tabella 20.2 si riportano i valori dei gradi-giorno soltanto per i capoluoghi
di provincia, rimandando all’allegato A del DPR 412/93 per i dati relativi a ciascun
Comune.
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14
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Tab. 20.2 Gradi-giorno dei Comuni capoluoghi di provincia
Comune
Agrigento
Alessandria
Ancona
Aosta
Arezzo
Ascoli Piceno
Asti
Avellino
Bari
Belluno
Benevento
Bergamo
Biella
Bologna
Bolzano
Brescia
Brindisi
Cagliari
Caltanissetta
Campobasso
Caserta
Catania
Catanzaro
Chieti
Como
Cosenza
Cremona
Crotone
Cuneo
Enna
Ferrara
Firenze
Foggia
Forlì
Frosinone
Genova
Gorizia
Grosseto
Imperia
Isernia
L’Aquila
La Spezia
Zona
GG
Altitudine
(m)
B
E
D
E
E
D
E
D
C
E
C
E
E
E
E
E
C
C
D
E
C
B
C
D
E
C
E
B
F
E
E
D
D
D
E
D
E
D
C
D
E
D
729
2559
1688
2850
2104
1698
2617
1742
1185
2936
1316
2533
2589
2259
2791
2410
1083
990
1550
2346
1013
833
1328
1556
2228
1317
2389
899
3012
2248
2326
1821
1530
2087
2196
1435
2333
1550
1201
1866
2514
1413
230
95
16
583
296
154
123
348
5
383
135
249
420
54
262
149
15
4
568
701
68
7
320
330
201
238
45
8
534
931
9
50
76
34
291
19
84
10
10
423
714
3
Comune
Latina
Lecce
Lecco
Livorno
Lodi
Lucca
Macerata
Mantova
Massa
Matera
Messina
Milano
Modena
Napoli
Novara
Nuoro
Oristano
Padova
Palermo
Parma
Pavia
Perugia
Pesaro
Pescara
Piacenza
Pisa
Pistoia
Pordenone
Potenza
Ragusa
Ravenna
Reggio Cal.
Reggio Em.
Rieti
Rimini
Roma
Rovigo
Salerno
Sassari
Savona
Siena
Siracusa
Zona
GG
Altitudine
(m)
C
C
E
D
E
D
D
E
D
D
B
E
E
C
E
D
C
E
B
E
E
E
D
D
E
D
D
E
E
C
E
B
E
E
E
D
E
C
C
D
D
B
1220
1153
2383
1408
2592
1715
2005
2388
1525
1418
707
2404
2258
1034
2463
1602
1059
2383
751
2502
2623
2289
2083
1718
2715
1694
1885
2459
2472
1324
2227
772
2560
2324
2139
1415
2466
994
1185
1481
1943
799
21
49
214
3
87
19
315
19
65
200
3
122
34
17
159
546
9
12
14
57
77
493
11
4
61
4
67
24
819
502
4
15
58
405
5
20
7
4
225
4
322
17
(segue)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
15
(seguito tabella 20.2)
Comune
Zona
GG
Altitudine
(m)
Sondrio
Taranto
Teramo
Terni
Torino
Trapani
Trento
Treviso
Trieste
E
C
D
D
E
B
E
E
D
2755
1071
1834
1650
2617
810
2567
2378
1929
307
15
265
130
239
3
194
15
2
Comune
Udine
Varese
Venezia
Verbania
Vercelli
Verona
Vibo Valentia
Vicenza
Viterbo
Zona
GG
Altitudine
(m)
E
E
E
E
E
D
D
E
D
2323
2652
2345
2426
2751
2068
1586
2371
1989
113
382
1
197
130
59
476
39
326
20.4.2 Classificazione degli edifici. Gli edifici sono classificati in base alla loro
destinazione d’uso nelle seguenti categorie.
E.1 Edifici adibiti a residenza e assimilabili:
E.1 (1) abitazioni adibite a residenza con carattere continuativo, quali abitazioni
civili e rurali, collegi, conventi, case di pena, caserme;
E.1 (2) abitazioni adibite a residenza con occupazione saltuaria, quali case per
vacanze, fine settimana e simili;
E.1 (3) edifici adibiti ad albergo, pensione e attività similari;
E.2 Edifici adibiti a uffici e assimilabili: pubblici o privati, indipendenti o contigui a
costruzioni adibite anche ad attività industriali o artigianali, purché siano da tali
costruzioni scorporabili agli effetti dell’isolamento termico.
E.3 Edifici adibiti a ospedali, cliniche o case di cura e assimilabili ivi compresi quelli adibiti a ricovero o cura di minori o anziani nonché le strutture protette per l’assistenza e il recupero dei tossicodipendenti e di altri soggetti affidati a servizi sociali
pubblici.
E.4 Edifici adibiti ad attività ricreative, associative o di culto e assimilabili:
E.4 (1) quali cinema e teatri, sale di riunione per congressi;
E.4 (2) quali mostre, musei e biblioteche, luoghi di culto;
E.4 (3) quali bar, ristoranti, sale da ballo.
E.5 Edifici adibiti ad attività commerciali e assimilabili: quali negozi, magazzini di
vendita all’ingrosso o al minuto, supermercati, esposizioni.
E.6 Edifici adibiti ad attività sportive:
E.6 (1) piscine, saune e assimilabili;
E.6 (2) palestre e assimilabili;
E.6 (3) servizi di supporto alle attività sportive.
E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili.
E.8 Edifici adibiti ad attività industriali e artigianali e assimilabili.
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16
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Qualora un edificio sia costituito da parti individuabili come appartenenti a categorie diverse, le stesse devono essere considerate separatamente e cioè ciascuna nella
categoria di competenza.
20.4.3 Valori massimi della temperatura ambiente. Durante il periodo in cui è
in funzione l’impianto di climatizzazione invernale, la media aritmetica delle temperature dell’aria nei diversi ambienti di ogni singola unità immobiliare, definite e
misurate secondo la UNI 5364/76(8), non deve superare i seguenti valori, con le tolleranze a fianco indicate:
18 °C 2 °C di tolleranza per gli edifici della categoria E.8;
20 °C 2° C di tolleranza per gli edifici rientranti nelle categorie diverse da E.8.
Per gli edifici classificati E.3 ed E.6 (1) le autorità comunali possono concedere
deroghe motivate al limite massimo del valore della temperatura dell’aria negli
ambienti durante il periodo in cui è in funzione l’impianto di climatizzazione invernale, qualora elementi oggettivi legati alla destinazione d’uso giustifichino temperature più elevate di detti valori.
Per gli edifici classificati come E.8 sono concesse deroghe al limite massimo della
temperatura dell’aria negli ambienti (18 °C), durante il periodo in cui è in funzione
l’impianto di climatizzazione invernale, qualora si verifichi almeno una delle seguenti condizioni:
– le esigenze tecnologiche o di produzione richiedano temperature superiori al valore limite;
– l’energia termica per il riscaldamento ambiente derivi da sorgente non convenientemente utilizzabile in altro modo.
Sia la norma UNI EN 832(9) sia la EN 13790(10) stabiliscono che la temperatura
interna da utilizzare nel calcolo del fabbisogno energetico è rappresentata dalla temperatura “operante(11)” della zona.
(8)
La temperatura dell’aria all’interno dei singoli ambienti deve essere misurata nella parte centrale dell’ambiente a un’altezza di 1,50 m dal pavimento e in modo che l’elemento sensibile
dello strumento di misura sia schermato dall’influenza di ogni notevole effetto radiante.
(9) UNI 832, entrata in vigore il 30 giugno 2001, recante: Prestazione termica degli edifici - Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento - Edifici residenziali, ha sostituito la UNI
10344.
(10)
UNI EN ISO 13790 del 2008 “Energy performance of buildings - Calculation of energy use
for space heating and cooling”, è la norma di riferimento per la determinazione del fabbisogno di energia al netto dell’impianto sia per la climatizzazione invernale sia per quella estiva
per tutte le categorie di edifici; per la parte residenziale sostituisce la UNI EN 832.
(11)
Definizione di temperatura operante.
In uno spazio chiuso delimitato da un involucro edilizio il valore della temperatura operante
dipende da:
– temperatura dell’aria interna;
– irradianza termica interna;
– coefficiente superficiale di scambio termico convettivo interno;
– area delle diverse pareti che racchiudono lo spazio;
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
17
La UNI/TS 11300-1 definisce come temperatura interna la media aritmetica della
temperatura dell’aria e della temperatura media radiante al centro della zona considerata. Tale definizione risulta essere una approssimazione della temperatura operante
definita dalla UNI EN ISO 7726 e della temperatura risultante secca definita dalla UNI
EN ISO 6946. Considerando che le prescrizioni della Legge 10/91 devono intendersi
in ogni caso compatibili con lo scopo della funzione del riscaldamento degli edifici che
è quella di mantenere condizioni di comfort all’interno degli ambienti occupati, è corretto porre come valore alla base dei calcoli quello della temperatura operante.
Poiché in condizioni invernali la temperatura media radiante risulta essere inferiore a quella dell’aria ambiente (sempre se non si utilizzano dei sistemi radianti attivi), quest’ultima deve di conseguenza essere aumentata per far fronte alle desiderate
condizioni di temperatura operante secondo le ben note relazioni tra parametri termoigrometrici nella teoria del benessere.
Assumere un valore di temperatura operante, calcolare la temperatura dell’aria
corrispondente e, con questa, calcolare i carichi termici corrispondenti, sembrerebbe
a prima vista la metodologia più corretta da un punto di vista teorico.
20.4.4 Limiti di esercizio degli impianti termici. Gli impianti termici destinati
alla climatizzazione invernale degli ambienti devono essere condotti in modo che,
durante il loro funzionamento, non vengano superati i valori massimi di temperatura
fissati dall’articolo 4 del DPR 412 e riportati nel paragrafo 20.4.3. L’esercizio degli
impianti termici è consentito con i seguenti limiti massimi relativi al periodo annuale di esercizio dell’impianto termico e alla durata giornaliera di attivazione:
Zona A: ore 6 giornaliere dal 1° dicembre al 15 marzo;
Zona B: ore 8 giornaliere dal 1° dicembre al 31 marzo;
Zona C: ore 10 giornaliere dal 15 novembre al 31 marzo;
Zona D: ore 12 giornaliere dal 1° novembre al 15 aprile;
Zona E: ore 14 giornaliere dal 15 ottobre al 15 aprile;
Zona F: nessuna limitazione(12).
– trasmittanza termica;
– temperatura dell’aria esterna;
– qualità dell’aria di ventilazione;
– tipologia di terminale di erogazione del calore.
La temperatura operante top è definita come la media aritmetica tra la temperatura dell’aria
ambiente ta misurata al centro dell’ambiente considerato e la temperatura media radiante delle
pareti tmr, definita approssimativamente come media, pesata su ciascuna area, della temperatura superficiale di ciascuna parete che delimita lo spazio chiuso.
(ta tmr)
top –––––––––
2
(12) Nella Regione Lombardia secondo la deliberazione della Giunta regionale 26 giugno 2007,
n. 8/5018 “Determinazioni inerenti la certificazione energetica degli edifici, in attuazione del
D.Lgs. 192/2005 e degli art. 9 e 25 della Legge regionale 24/2006”, per la zona climatica F
viene impostato un periodo di riscaldamento dal 5 ottobre al 22 aprile inferiore a quello prescritto dal DPR 412/93.
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18
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Al di fuori di tali periodi gli impianti termici possono essere attivati solo in presenza di situazioni climatiche che ne giustifichino l’esercizio e, comunque, con una
durata giornaliera non superiore alla metà di quella consentita a pieno regime. È consentito il frazionamento dell’orario giornaliero di riscaldamento in due o più sezioni.
La durata di attivazione degli impianti non ubicati nella zona F deve essere,
comunque, compresa tra le ore 5 e le ore 23 di ciascun giorno.
Le disposizioni di cui ai commi 2 e 4, relative alla limitazione del periodo annuale di esercizio ed alla durata giornaliera di attivazione, non si applicano:
a) agli edifici rientranti nella categoria E.3;
b) alle sedi delle rappresentanze diplomatiche e di organizzazioni internazionali, che
non siano ubicate in stabili condominiali;
c) agli edifici rientranti nella categoria E.7, solo se adibiti a scuole materne e asili
nido;
d) agli edifici rientranti nella categoria E.1 (3), adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili;
e) agli edifici rientranti nella categoria E.6 (1), adibiti a piscine, saune e assimilabili;
f) agli edifici rientranti nella categoria E.8, nei casi in cui ostino esigenze tecnologiche o di produzione.
Le disposizioni relative alle limitazioni del periodo annuale di riscaldamento non
si applicano, limitatamente alla sola durata giornaliera di attivazione degli impianti
termici per il riscaldamento degli edifici, nei seguenti casi.
a) Edifici rientranti nella categoria E.2 ed E.5, limitatamente alle parti adibite a servizi senza interruzione giornaliera delle attività.
b) Impianti termici che utilizzano calore proveniente da centrali di cogenerazione
con produzione combinata di elettricità e calore.
c) Impianti termici che utilizzano sistemi di riscaldamento di tipo a pannelli radianti incassati nell’opera muraria.
d) Impianti termici al servizio di uno o più edifici dotati di circuito primario, al solo
fine di alimentare gli edifici di cui alle deroghe previste al comma 5, di produrre
acqua calda per usi igienici e sanitari, nonché al fine di mantenere la temperatura dell’acqua nel circuito primario al valore necessario a garantire il funzionamento dei circuiti secondari nei tempi previsti.
e) Impianti termici centralizzati di qualsivoglia potenza, dotati di apparecchi per la
produzione di calore aventi valori minimi di rendimento non inferiori a quelli
richiesti per i generatori di calore installati dopo l’entrata in vigore del presente
regolamento e dotati di gruppo termoregolatore pilotato da una sonda di rilevamento della temperatura esterna con programmatore che consenta la regolazione
almeno su due livelli della temperatura ambiente nell’arco delle 24 ore; questi
impianti possono essere condotti in esercizio continuo purché il programmatore
giornaliero venga tarato e sigillato per il raggiungimento di una temperatura degli
ambienti pari a 16 °C + 2 °C di tolleranza nelle ore al di fuori della durata giornaliera di attivazione di cui al comma 2 del presente articolo.
f) Impianti termici centralizzati di qualsivoglia potenza, dotati di apparecchi per la
produzione di calore aventi valori minimi di rendimento non inferiori a quelli
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19
richiesti per i generatori di calore installati dopo l’entrata in vigore del presente
regolamento e nei quali sia installato e funzionante, in ogni singola unità immobiliare, un sistema di contabilizzazione del calore e un sistema di termoregolazione della temperatura ambiente dell’unità immobiliare stessa dotato di un programmatore che consenta la regolazione almeno su due livelli di detta temperatura nell’arco delle 24 ore.
g) Impianti termici per singole unità immobiliari dotati di apparecchi per la produzione di calore aventi valori minimi di rendimento non inferiori a quelli richiesti
per i generatori di calore installati dopo l’entrata in vigore del presente regolamento e dotati di un sistema di termoregolazione della temperatura ambiente con
programmatore giornaliero che consenta la regolazione di detta temperatura
almeno su due livelli nell’arco delle 24 ore, nonché lo spegnimento del generatore di calore sulla base delle necessità dell’utente.
h) Impianti termici condotti mediante “contratti di servizio energia” i cui corrispettivi siano essenzialmente correlati al raggiungimento del comfort ambientale nei
limiti consentiti dal presente regolamento, purché si provveda, durante le ore al
di fuori della durata di attivazione degli impianti consentita, ad attenuare la potenza erogata dall’impianto nei limiti indicati alla lettera e).
20.5 DECRETO LEGISLATIVO N. 192
Il 19 agosto del 2005, in ottemperanza alla legge 31 ottobre 2003, n. 306, viene emanato il decreto legislativo n. 192 “Attuazione della Direttiva 2002/91/CE relativa al
rendimento energetico in edilizia”. Il decreto entra in vigore dall’8 ottobre 2005.
Tale decreto viene successivamente aggiornato sia con il D.Lgs. 311(13) del 29
dicembre 2006, recante “Disposizioni correttive e integrative al decreto legislativo 19
agosto 2005, n. 192” (il D.Lgs. 311 è in vigore dal 2 febbraio 2007) sia con il DPR
n. 59 del 2 aprile 2009, recante “Regolamento di attuazione dell'articolo 4, comma
1, lettere a) e b), del decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, concernente attuazione della direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia, in vigore dal
25 giugno 2009.
Il decreto stabilisce i criteri, le condizioni e le modalità per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici al fine di favorire lo sviluppo, la valorizzazione e l’integrazione delle fonti rinnovabili e la diversificazione energetica, contribuire a conseguire gli obiettivi nazionali di limitazione delle emissioni di gas a effetto serra posti
dal protocollo di Kyoto, promuovere la competitività dei comparti più avanzati attraverso lo sviluppo tecnologico. Consta di tre parti: una prima parte che pone i principi generali, una seconda che regolamenta il regime transitorio(14) fino all’entrata in
(13)
Quando si parlerà del Decreto Legislativo 192 si intenderà sempre il decreto aggiornato
con il D.Lgs. 311 del 2007 e DPR 59/2009 e successive modificazioni.
(14) La pubblicazione del DPR n. 59/2009 sancisce la fine del regime transitorio come disciplinato dall’articolo 11, comma 1, del decreto legislativo, per quanto concerne il calcolo della prestazione energetica degli edifici nella climatizzazione invernale disciplinato dall’allegato I del
decreto legislativo 192.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
vigore dei decreti attuativi previsti per dare attuazione ai principi generali, una terza
parte che riporta le disposizioni finali per la sua attuazione.
Titolo I
Art. 1
Art. 2
Art. 3
Art. 4
Principi generali
Finalità
Definizioni
Ambito d’intervento
Adozione di criteri generali, di una metodologia di calcolo e requisiti
della prestazione energetica
Art. 5
Meccanismi di cooperazione
Art. 6
Certificazione energetica degli edifici
Art. 7
Esercizio e manutenzione degli impianti termici per la climatizzazione
invernale ed estiva
Art. 8
Relazione tecnica, accertamenti e ispezioni
Art. 9
Funzioni delle regioni e degli enti locali
Art. 10
Monitoraggio, analisi, valutazione e adeguamento della normativa energetica nazionale e regionale.
Titolo II Norme transitorie
Art. 11
Requisiti della prestazione energetica degli edifici
Art. 12
Esercizio, manutenzione e ispezione degli impianti termici
Titolo III Disposizioni finali
Art. 13
Misure di accompagnamento
Art. 14
Copertura finanziaria
Art. 15
Sanzioni
Art. 16
Abrogazioni e disposizioni finali
Art. 17
Clausola di cedevolezza
Allegati
A
Ulteriori definizioni
B
Metodologie di calcolo della prestazione energetica degli edifici
C
Requisiti della prestazione energetica degli edifici
E
Relazione tecnica di cui all’articolo 28 della Legge 9 gennaio 1991, n. 10,
attestante la rispondenza alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degli edifici
F
Rapporto di controllo tecnico per impianto termico di potenza maggiore o
uguale a 35 kW
G
Rapporto di controllo tecnico per impianto termico di potenza a 35 kW
H
Valore minimo del rendimento di combustione dei generatori di calore
I
Regime transitorio per la prestazione energetica degli edifici
L
Regime transitorio per esercizio e manutenzione degli impianti termici
M
Norme tecniche.
Prima di analizzare in dettaglio il decreto, occorre mettere in evidenza che questo
decreto integra e non abroga, se non in minima parte, la disciplina vigente(15).
È infatti chiaro l’articolo 16 (Abrogazioni e disposizioni finali) che specifica
che, relativamente alla Legge 10/91, vengono abrogati solo i commi 1, 2 e 4 dell’art. 4 (relativi alle caratteristiche costruttive degli edifici pubblici e privati, sosti(15)
Leggasi Legge 10/91 e DPR 412 e successive modificazioni.
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21
tuiti dal comma 2 dell’art. 4 del D.Lgs. 192), i commi 3 e 4 dell’art. 28 (relativi
alla relazione tecnica ed al suo deposito, sostituiti rispettivamente dai commi 1 e
3 dell’art. 8 del D.Lgs. 192), l’articolo 29 (Certificazione delle opere e collaudo,
sostituito dal comma 2 dell’art. 8 del D.Lgs, 192), l’articolo 30 (Certificazione
energetica degli edifici sostituito dall’art. 6 del D.Lgs. 192), l’articolo 31 (Esercizio e manutenzione degli impianti), i commi 1 e 2 dell’art. 33 (relativi ai controlli e alle verifiche, sostituiti dai commi 4 e 5 dell’art. 8 del D.Lgs. 192), il comma
3 dell’art. 34 (relativo alle sanzioni per il direttore dei lavori, sostituito dai commi
3 e 4 dell’art. 15 del D.Lgs. 192).
Relativamente al DPR 412/93, integrato dal DPR 551/99, il D.Lgs. n. 192 del 2005
abroga i commi 1, 2, 3 e 4 dell’art. 5 (relativi al rendimento globale medio stagionale e ai riferimenti alle norme UNI, sostituiti dal punto 5 dell’allegato C al D.Lgs. 192),
il comma 7 dell’art. 7 (relativo alla possibilità o prescrizione dell’installazione di regolatori d’ambiente nei locali soggetti a surriscaldamento, sostituito dal punto 12 dell’allegato I richiamato dall’art. 11 del D.Lgs. 192), l’articolo 8 (valori limite del fabbisogno energetico normalizzato per la climatizzazione invernale, sostituito dal punto
1 dell’allegato I e dall’allegato C, richiamati dall’art. 11 del D.Lgs. 192), i commi 4,
12, 14, 15, 16, 18, 19 e 20 dell’articolo 11 (Esercizio e manutenzione degli impianti
termici e controlli relativi, affiancato dall’allegato L del D.Lgs. 192).
È abrogato infine l’articolo 1 del decreto del Ministro dell’industria, del commercio e dell’artigianato emanato in data 6 agosto 1994, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 197 del 24 agosto 1994, recante il recepimento delle norme UNI attuative del
decreto del Presidente della Repubblica del 26 agosto 1993, n. 412, indicando con
ciò l’intendimento di non vincolare alle sole norme UNI le procedure di calcolo o
misura delle grandezze richieste.
Gli articoli 11 e 12 del D.Lgs. 192 sono poi estremamente chiari nell’affermare
che, fintantoché non vengano emanati i decreti attuativi di cui ai commi 1 e 2 dell’art. 4(16), si continua ad applicare la disciplina vigente, cioè la Legge 10/91 e il DPR
(16) Il 3 luglio 2008 è stato pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 154 il D.Lgs. 115 “Attuazione
della direttiva 2006/32/CE relativa all’efficienza degli usi finali dell’energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93/76/CEE”. All’articolo 18 comma 6 dice quanto segue: “Ai fini
di dare piena attuazione a quanto previsto dal decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, e successive modificazioni, in materia di diagnosi energetiche e certificazione energetica degli edifici, nelle more dell’emanazione dei decreti di cui all’articolo 4, comma 1, lettere a), b) e c), del
medesimo decreto legislativo e fino alla data di entrata in vigore degli stessi decreti, si applica
l’allegato III al presente decreto legislativo. Ai sensi dell’articolo 17 del decreto legislativo 19
agosto 2005, n. 192, le disposizioni di cui all’allegato III si applicano per le regioni e province
autonome che non abbiano ancora provveduto ad adottare propri provvedimenti in applicazione della direttiva 2002/91/CE e comunque sino alla data di entrata in vigore dei predetti provvedimenti nazionali o regionali. Le regioni e le province autonome che abbiano già provveduto
al recepimento della direttiva 2002/91/CE adottano misure atte a favorire la coerenza e il graduale ravvicinamento dei propri provvedimenti con i contenuti dell’allegato III.”
Il 10 giugno 2009 viene pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 132 il DPR n. 59 in attuazione
dell’art. 4 comma 1 lettera a) e b), che sancisce che i criteri generali e i requisiti della prestazione energetica per la progettazione degli edifici e per la progettazione e installazione degli
impianti sono fissati dalla legge 10/91 e dal DPR 412/95, come modificati dal decreto legislativo 192, dall’allegato C al decreto legislativo 192 e dall’art 4. del DPR 59 che sostituisce l’allegato I del decreto legislativo 192.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
412/93 integrato dal DPR 511/98, così come modificata ed integrata dagli allegati C,
E, F, G, H, I e L.
Di contro, il Decreto Ministeriale 27 luglio 2005, concernente il regolamento
d’attuazione dell’articolo 4, commi 1 e 2 della Legge 10/91, viene abrogato per effetto dell’abrogazione dei commi che richiedevano tale regolamento (stabilita dal
D.Lgs. 192).
Contestualmente, il DPR 28 giugno 1977, n. 1052, attuativo dell’abrogata
Legge 30 aprile 1976, n. 373 (verifica dei Cd), decade in quanto il comma 3 dell’art. 37 della Legge 10/91 risulta pienamente soddisfatto, da una parte per l’avvenuta pubblicazione del decreto di cui al comma 1 dell’art. 31, DM 2 aprile 1998
(Certificazione energetica dei componenti) e del decreto di cui al comma 4 dell’art.
4, DPR 412, dall’altra per l’abrogazione dei commi 1 e 2 dell’art. 4 e dell’intero
articolo 30.
20.5.1 Quadro temporale legislativo. All’interno della tabella 20.3 viene riassunto un quadro temporale legislativo di entrata in vigore delle varie leggi da applicare a seconda della data di emanazione del provvedimento.
Tab. 20.3 Quadro temporale legislativo
2 agosto 2005: Pubblicazione del DM 178 nella Gazz. Uff. – Decreto attuativo della legge 10/91
8 ottobre 2005: Pubblicazione del D.Lgs. 192 nella Gazz. Uff.
15 ottobre 2005: Ripubblicazione completa del D.Lgs. 192: nella Gazz. Uff.
1 febbraio 2007: Pubblicazione D.Lgs. 311 nella Gazz. Uff. – Decreto che aggiorna e corregge il D.Lgs. 192 del 2005
10 giugno 2009 - Pubblicazione DPR n. 59 nella Gazz. Uff. – Decreto attuativo art. 4 comma
1 lettera a) e b) D.Lgs. 192 del 2005
Dal 17 gennaio 1991
al 16 agosto 2005
è in vigore la
Legge 10/91 e
decreti attuativi
Dal 17 agosto 2005
all’8 ottobre 2005
è in vigore la
Legge 10/91
DM 178
Dal 9 ottobre 2005
all’1 febbraio 2007
è in vigore il
D.Lgs. 192
Dal 2 febbraio 2007
è in vigore il
D. Lgs. 192 aggiornato
con il D.Lgs. 311
Dal 25 giugno 2007 è in vigore il D.Lgs 192 aggiornato con il D.Lgs 311 e il DPR 59
Le date indicate nella tabella sono riferite al giorno in cui è stato richiesto il permesso di costruire o la denuncia di inizio attività.
Per capire che cosa succede agli edifici in corso di costruzione o alle varianti in
corso d’opera avvenute a cavallo dell’entrata in vigore del decreto, la Circolare ministeriale del 23/05/06 di chiarimento sul decreto sottolinea che:
– un edificio per il quale la richiesta del permesso di costruire sia stata presentata
prima dell’8 ottobre va considerato ai fini del decreto come edificio esistente indipendentemente dal grado di avanzamento dei lavori;
– una variante sostanziale in corso d’opera può essere considerata come un intervento di ristrutturazione o manutenzione straordinaria di un edificio esistente, e
pertanto deve essere presentata una relazione tecnica coerente con le nuove
norme, ma solo relativamente a quanto sostanzialmente modificato.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
23
20.5.2 Ambito di intervento. Sono esclusi dall’applicazione di quanto prescritto dal D.Lgs. 192 le seguenti categorie di edifici(17) e di impianti(18):
a) gli immobili ricadenti nell’ambito della disciplina della parte seconda e dell’articolo 136, comma 1, lettere b) e c), del decreto legislativo 22 gennaio 2004, n.
42, recante il codice dei beni culturali e del paesaggio nei casi in cui il rispetto
delle prescrizioni implicherebbe una alterazione inaccettabile del loro carattere
o aspetto con particolare riferimento ai caratteri storici o artistici;
b)
i fabbricati industriali, artigianali e agricoli non residenziali quando gli ambienti sono riscaldati per esigenze del processo produttivo o utilizzando reflui energetici del processo produttivo non altrimenti utilizzabili;
c)
i fabbricati isolati con una superficie utile totale inferiore a 50 m2;
c bis) gli impianti installati ai fini del processo produttivo realizzato nell’edificio, anche
se utilizzati, in parte non preponderante, per gli usi tipici del settore civile.
Fatte salve le esclusioni viste precedentemente, il D.Lgs. 192 e successive modifiche si applica, ai fini del contenimento dei consumi energetici:
– alla progettazione e realizzazione di edifici di nuova costruzione(19) e degli
impianti in essi installati, di nuovi impianti installati in edifici esistenti, delle
opere di ristrutturazione degli edifici e degli impianti esistenti con le modalità e le
eccezioni previste ai commi 2 e 3;
– all’esercizio, controllo, manutenzione e ispezione degli impianti termici degli edifici, anche preesistenti, secondo quanto previsto agli articoli 7, 9 e 12;
– alla certificazione energetica degli edifici, secondo quanto previsto all’articolo 6.
Nel caso di ristrutturazione di edifici esistenti e per quanto riguarda i requisiti
minimi prestazionali di cui all’articolo 4, è prevista un’applicazione graduale in relazione al tipo di intervento.
(17)
Edificio: è un sistema costituito dalle strutture edilizie esterne che delimitano uno spazio di
volume definito, dalle strutture interne che ripartiscono detto volume e da tutti gli impianti e
dispositivi tecnologici che si trovano stabilmente al suo interno; la superficie esterna che delimita un edificio può confinare con tutti o alcuni di questi elementi: l’ambiente esterno, il terreno, altri edifici; il termine può riferirsi a un intero edificio ovvero a parti di edificio progettate o ristrutturate per essere utilizzate come unità immobiliari a sé stanti.
(18)
Impianto termico: è un impianto tecnologico destinato alla climatizzazione estiva e invernale degli ambienti con o senza produzione di acqua calda per usi igienici e sanitari o alla
sola produzione centralizzata di acqua calda per gli stessi usi, comprendente eventuali sistemi di produzione, distribuzione e utilizzazione del calore nonché gli organi di regolazione e
di controllo; sono compresi negli impianti termici gli impianti individuali di riscaldamento,
mentre non sono considerati impianti termici apparecchi quali: stufe, caminetti, apparecchi
per il riscaldamento localizzato a energia radiante, scaldacqua unifamiliari; tali apparecchi,
se fissi, sono tuttavia assimilati agli impianti termici quando la somma delle potenze nominali del focolare degli apparecchi al servizio della singola unità immobiliare è maggiore o
uguale a 15 kW.
(19) Edificio di nuova costruzione: è un edificio per il quale la richiesta di permesso di costruire o la denuncia di inizio attività, comunque denominata, sia stata presentata successivamente
alla data di entrata in vigore del decreto 192 e successive modifiche.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Sono previsti diversi gradi di applicazione del decreto.
– Una applicazione integrale a tutto l’edificio nel caso di:
– ristrutturazione integrale degli elementi edilizi costituenti l’involucro di edifici
esistenti di superficie utile superiore a 1000 m2;
– demolizione e ricostruzione in manutenzione straordinaria di edifici esistenti di
superficie utile superiore a 1000 m2.
– Una applicazione integrale, ma limitata al solo ampliamento dell’edificio nel caso
che lo stesso ampliamento risulti volumetricamente superiore al 20% dell’intero
edificio esistente;
– Una applicazione limitata al rispetto di specifici parametri, livelli prestazionali e
prescrizioni, nel caso di interventi su edifici esistenti, quali:
– ristrutturazioni totali o parziali, manutenzione straordinaria dell’involucro edilizio e ampliamenti volumetrici all’infuori di quanto già previsto nei due punti
precedenti;
– nuova installazione di impianti termici in edifici esistenti o ristrutturazione
degli stessi impianti;
– sostituzione di generatori di calore.
20.5.3 Regime transitorio. Il decreto di recepimento nazionale della direttiva
2002/91/CE sul rendimento energetico degli edifici, come si è visto, rinvia per la
sua attuazione a una serie di decreti(20). Il legislatore ha però colto l’occasione della
pubblicazione del decreto legislativo per introdurre comunque delle modificazioni
consistenti alla legislazione vigente. Infatti, in attesa dei citati decreti attuativi, si è
continuato ad applicare la Legge 10/91, con i suoi decreti attuativi (DPR 412 e
551), ma modificata e integrata dalle norme transitorie del D.Lgs. 192/05, disciplinate dall’articolo 11 per la parte progettazione degli impianti e dall’articolo 12
per la manutenzione degli stessi, confermato dal DPR 59. Tali articoli sono supportati rispettivamente dall’art. 4(21) del DPR 59 e dall’allegato L del decreto legislativo 192.
20.5.4 La progettazione e le verifiche del sistema edificio-impianto. Occorre
fare presente in modo chiaro ed inequivocabile che, anche se il decreto legislativo
192/05, così come la stessa Legge 10/91, prevedono una normativa per la progettazione dei sistemi impiantistici degli edifici, sia i DPR 412 e 551 sia le norme transitorie del decreto legislativo affrontano e disciplinano solo l’aspetto di verifica delle
prestazione energetiche del sistema edificio-impianto e non trattano di fatto la problematica della progettazione (se non in modo indiretto e molto parziale).
(20)
Il DPR 59 fornisce le indicazioni circa i criteri di calcolo (art. 4 comma 1 lettera a) e i
requisiti minimi per gli impianti, i criteri generali di prestazione energetica per edilizia convenzionata, pubblica e privata (art. 4 comma 1 lettera b), i requisiti professionali di accreditamento per la certificazione energetica (in attesa di emanazione del decreto).
(21) La tabella riepilogativa fornisce uno strumento utile al progettista per un utilizzo immediato di quanto previsto dall’art. 4 del DPR 59 in funzione dei vari ambiti di intervento disciplinati dal D.Lgs. 192, che ha abrogato l’allegato I.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
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Detto questo, le norme transitorie si concentravano sostanzialmente sulla modifica dei requisiti della prestazione energetica dell’edificio, limitati al solo riscaldamento invernale, così come disciplinati dall’articolo 11: “Requisiti della prestazione energetica degli edifici”. Tale articolo di fatto rinvia alla Legge 10/91, al DPR 412
e 551 e all’allegato I, che a sua volta rinvia agli allegati C ed E.
Ai fini dell’art. 4, comma 1, lettere a) e b) del D.Lgs. 192/05, il DPR 59,
all’art.3 comma 1, stabilisce che per le metodologie di calcolo delle prestazioni
energetiche degli edifici si adottano le norme tecniche nazionali, definite nel contesto delle norme EN a supporto della direttiva 2002/91/CE, della serie UNI/TS
11300 e loro successive modificazioni. Di seguito si riportano le norme a oggi
disponibili:
a) UNI/TS 11300-1 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione
del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva e
invernale;
b) UNI/TS 11300-2 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione
del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria.
Mentre, ai fini della certificazione degli edifici, le metodologie per il calcolo della
prestazione energetica sono riportate nelle Linee guida nazionali con decreto del
Ministro dello sviluppo economico del 26 giugno 2009, adottato ai sensi dell'articolo 6, comma 9, del decreto legislativo.
Novità più importante introdotta dal DPR 59 risiede nel comma 3 dell’art. 4, che
nel caso di edifici di nuova costruzione e nei casi di ristrutturazione di edifici esistenti, previsti dall'articolo 3, comma 2, lettere a) e b), del decreto legislativo, prevede che in sede progettuale si proceda alla determinazione della prestazione
energetica per il raffrescamento estivo dell'involucro edilizio (Epe,invol), pari al
rapporto tra il fabbisogno annuo di energia termica per il raffrescamento dell'edificio, calcolata tenendo conto della temperatura di progetto estiva secondo la
norma UNI/TS 11300-1, e la superficie utile, per gli edifici residenziali, o il volume per gli edifici con altre destinazioni d'uso, e alla verifica che la stessa sia non
superiore a:
a) per gli edifici residenziali di cui alla classe E1, così come classificati, in base alla
destinazione d'uso, all'articolo 3 del DPR 26 agosto 1993, n. 412, esclusi collegi,
conventi, case di pena e caserme, ai seguenti valori:
1) 40 kWh/m2 anno nelle zone climatiche A e B;
2) 30 kWh/m2 anno nelle zone climatiche C, D, E, e F;
b) per tutti gli altri edifici ai seguenti valori:
1) 14 kWh/m3 anno nelle zone climatiche A e B;
2) 10 kWh/m3 anno nelle zone climatiche C, D, E, e F.
Si tiene a precisare che i limiti sopraesposti fanno riferimento al fabbisogno di
energia per la climatizzazione estiva, e non al fabbisogno di energia primaria per la
climatizzazione estiva, per la quale si attende l’emanazione della UNI/TS 11300
parte 3.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Si analizzano nel seguito, punto per punto, le varie modificazioni introdotte dall’art. 4 del DPR 59.
20.5.5 Nuovo indicatore di prestazione energetica, comma 2 dell’articolo 4.
Nel caso di edifici(22) di nuova costruzione e ristrutturati con superficie utile Su 1000 m2 e ampliamenti volumetrici superiori al 20% dell’intero edificio esistente, si
procede in sede progettuale:
– alla determinazione del fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale(23) (espresso con un indice EPi) espresso in chilowattora per
metro quadrato di superficie utile dell’edificio (kWh/m2 anno, per edifici residenziali e kWh/m3 anno per tutte le altre categorie di edifici) e alla verifica che
lo stesso risulti inferiore ai valori riportati all’interno delle tabelle al punto 1.1
per edifici residenziali ad esclusione di collegi, conventi, case di pena e caserme e al punto 1.2 per tutti gli altri edifici in funzione delle varie scadenze applicate alle tabelle contenute all’interno di questi punti dell’allegato C del D.Lgs.
192.
Ricordando che è stato abrogato per intero l’articolo 8 del DPR 412 (che definiva il fabbisogno energetico convenzionale per la climatizzazione invernale, il fabbisogno energetico normalizzato FEN, il riferimento alle norme UNI per il loro calcolo, la metodologia che le stesse devono seguire e il valore limite che deve essere
rispettato: FENlimite), l’articolo 8 viene di fatto sostituito dai commi 2, 4 e 27 dell’articolo 4 del DPR 59.
In particolare il comma 2 dell’art. 4 definisce un nuovo indice di prestazione energetica(24), sostituendo il FEN, espresso in kJ/m3 GG, con un indice EPi espresso in
kWh/m2 anno o kWh/m3 anno, dove i metri quadri sono riferiti alla superficie utile
dell’edificio (superficie utile netta calpestabile degli edifici residenziali) e i metri
cubi al volume lordo dell’edificio (non residenziale).
Il valore limite che deve essere rispettato, per gli edifici di nuova costruzione o
ristrutturati con Su maggiore di 1000 m2, è riportato nelle tabelle al punto 1 dell’allegato C, qui indicato nelle tabelle 20.4 20.9, in funzione del rapporto S/V e
(22)
Inteso come tutte le categorie di edifici disciplinate dal DPR 412.
Fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale: è la quantità di
energia primaria globalmente richiesta, nel corso di un anno, per mantenere negli ambienti
riscaldati la temperatura di progetto, in regime di attivazione continuo.
(24) Indice di prestazione energetica EP parziale esprime il consumo di energia primaria parziale riferito ad un singolo uso energetico dell’edificio (a titolo d’esempio: alla sola climatizzazione invernale e/o alla climatizzazione estiva e/o produzione di acqua calda per usi sanitari
e/o illuminazione artificiale) riferito all’unità di superficie utile o di volume lordo, espresso
rispettivamente in kWh/m2 anno o kWh/m3 anno.
(23)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
27
dei gradi giorno (GG), così come definiti e riportati nel DPR 412 e successive
modifiche.
Tab. 20.4 Valori limite dell’indice di prestazione energetica per la
climatizzazione invernale, espressi in kWh/m2 anno
(edifici residenziali classe E.1, esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme)
Zona climatica
Rapporto
di forma
dell’edificio
S/V
A
fino a
600
GG
B
a
601
GG
a
900
GG
a
901
GG
C
a
1400
GG
a
1401
GG
D
a
2100
GG
a
2101
GG
E
a
3000
GG
F
oltre
3000
GG
0,2
10
10
15
15
25
25
40
40
55
55
0,9
45
45
60
60
85
85
110
110
145
145
Tab. 20.5 Valori limite applicabili dall’1 gennaio 2008, dell’indice di
prestazione energetica per la climatizzazione invernale, espressi in kWh/m2 anno
(edifici residenziali classe E.1, esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme)
Zona climatica
Rapporto
di forma
dell’edificio
S/V
A
fino a
600
GG
a
601
GG
B
C
0,2
9,5
9,5
14
14
23
23
37
37
52
52
0,9
41
41
55
55
78
78
100
100
133
133
a
900
GG
a
901
GG
D
a
1400
GG
a
1401
GG
E
a
2100
GG
a
2101
GG
a
3000
GG
F
oltre
3000
GG
Tab. 20.6 Valori limite applicabili dall’1 gennaio 2010, dell’indice di
prestazione energetica per la climatizzazione invernale, espressi in kWh/m2 anno
(edifici residenziali classe E.1, esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme)
Zona climatica
Rapporto
di forma
dell’edificio
S/V
A
fino a
600
GG
a
601
GG
B
a
900
GG
a
901
GG
a
1400
GG
a
1401
GG
0,2
8,5
8,5
12,8
12,8
21,3
21,3
0,9
36
36
48
48
68
68
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
C
D
a
2101
GG
E
a
3000
GG
F
oltre
3000
GG
34
34
46,8
46,8
88
88
116
116
a
2100
GG
28
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
È importante notare che, rispetto al passato, si è fatta chiarezza sul rapporto di
forma S/V, specificando che la superficie S, espressa in metri quadrati, è la superficie che delimita verso l’esterno (ovvero verso ambienti non dotati di impianto di
riscaldamento) il volume riscaldato V, cioè è la superficie disperdente, che può essere minore o uguale alla superficie di inviluppo del volume considerato, V, che è il
volume lordo, espresso in metri cubi, delle parti di edificio riscaldate.
Tab. 20.7 Valori limite dell’indice di prestazione energetica per la
climatizzazione invernale, espressi in kWh/m3 anno (tutti gli altri edifici)
Zona climatica
Rapporto
di forma
dell’edificio
S/V
A
fino a
600
GG
a
601
GG
B
a
900
GG
a
901
GG
C
a
1400
GG
a
1401
GG
D
E
0,2
2,5
2,5
4,5
4,5
7,5
7,5
12
12
16
16
0,9
11
11
17
17
23
23
30
30
41
41
a
2100
GG
a
2101
GG
a
3000
GG
F
oltre
3000
GG
Tab. 20.8 Valori limite applicabili dall’1 gennaio 2008, dell’indice di
prestazione energetica per la climatizzazione invernale, espressi in kWh/m3 anno
(tutti gli altri edifici)
Zona climatica
Rapporto
di forma
dell’edificio
S/V
A
fino a
600
GG
B
a
601
GG
a
900
GG
a
901
GG
C
a
1400
GG
a
1401
GG
D
a
2100
GG
a
2101
GG
E
a
3000
GG
F
oltre
3000
GG
0,2
2,5
2,5
4,5
4,5
6,5
6,5
10,5
10,5
14,5
14,5
0,9
9
9
14
14
20
20
26
26
36
36
Tab. 20.9 Valori limite applicabili dall’1 gennaio 2010, dell’indice di
prestazione energetica per la climatizzazione invernale, espressi in kWh/m2 anno
(tutti gli altri edifici)
Zona climatica
Rapporto
di forma
dell’edificio
S/V
A
fino a
600
GG
B
a
601
GG
C
a
900
GG
a
901
GG
D
a
1400
GG
a
1401
GG
E
a
2100
GG
a
2101
GG
a
3000
GG
F
oltre
3000
GG
0,2
2,0
2,0
3,6
3,6
6
6
9,6
9,6
12,7
12,7
0,9
8,2
8,2
12,8
12,8
17,3
17,3
22,5
22,5
31
31
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
29
L’indice EPi, da confrontare con il valore limite espresso nelle tabelle precedenti,
è determinato esattamente come si calcolava il FEN con il DPR 412, giacché, anche
se è stata abrogata la definizione di fabbisogno energetico convenzionale per la climatizzazione invernale, base per il calcolo del vecchio FEN, nella definizione del
fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale (riportata al
punto 11 dell’allegato A al D.Lgs. 192/05 come la quantità di energia primaria globalmente richiesta, nel corso di un anno, per mantenere negli ambienti riscaldati la
temperatura di progetto, in regime di attivazione continuo) si fa chiaramente riferimento al regime di riscaldamento continuo (24 ore su 24).
Da un punto di vista pratico, tale fabbisogno coincide con il fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale, Qp,H, definito nella UNI/TS 11300
parte 2.
Poi è sufficiente normalizzare tale energia primaria per i metri quadri di superficie utile, ottenendo:
Qp,H
EPi ––––
(kWh/m2 anno) o (kWh/m3 anno)
(20.1)
Su
20.5.6 Prestazione energetica per edifici ristrutturati con superficie utile minore di 1000 m2 e ampliamenti > 20%, comma 4 dell’articolo 4. Nei casi di ristrutturazione o manutenzione straordinaria, consistenti in opere che prevedono, a titolo
esemplificativo e non esaustivo, rifacimento di pareti esterne, di intonaci esterni, del
tetto o dell’impermeabilizzazione delle coperture, di edifici con superficie utile
minore di 1000 m2 non si calcola e verifica l’indice di efficienza energetica EPi, ma
si impone solo il rispetto di specifici parametri prescrittivi. Tali parametri sono le trasmittanze termiche delle componenti dell’involucro, che devono essere inferiori alla
trasmittanze termiche limite di cui alle tabelle 20.10, 20.11 e 20.12 dell’allegato C al
D.Lgs. 192/05.
In particolare, per le trasmittanze termiche delle strutture verticali opache (articolo
4 comma 4 lettera a), i valori limite sono riportati nella tabella 20.10, in funzione della
zona climatica e con un previsto aggiornamento dei valori al 1 gennaio 2009 e 2010.
Ad eccezione della categoria E.8, nelle tabelle 20.11 e 20.12 si trovano i valori limite per le trasmittanze delle strutture orizzontali o inclinate opache (articolo 4, comma
4, lettera b), e con un previsto aggiornamento dei valori all’1 gennaio 2009 e 2010.
Tab. 20.10 Valori limite della trasmittanza termica U delle strutture verticali
opache espressa in W/(m2 K)
Zona climatica
Dall’1 gennaio 2006
Dall’1 gennaio 2009
Dall’1 gennaio 2010
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
0,85
0,64
0,57
0,50
0,46
0,44
0,72
0,5
0,46
0,40
0,37
0,35
0,62
0,48
0,40
0,36
0,34
0,33
A
B
C
D
E
F
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
30
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Tab. 20.11 Valori limite della trasmittanza termica U delle coperture orizzontali o
inclinate espressa in W/(m2 K)
Zona climatica
Dall’1 gennaio 2006
Dall’1 gennaio 2009
Dall’1 gennaio 2010
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
0,80
0,60
0,55
0,46
0,43
0,41
0,42
0,42
0,42
0,35
0,32
0,31
0,38
0,38
0,38
0,32
0,30
0,29
A
B
C
D
E
F
Tab. 20.12 Valori limite della trasmittanza termica U dei pavimenti verso locali
non riscaldati o verso l’esterno espressa in W/m2 K.
Zona climatica
Dall’1 gennaio 2006
Dall’1 gennaio 2009
Dall’1 gennaio 2010
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
0,80
0,60
0,55
0,46
0,43
0,41
0,74
0,55
0,49
0,41
0,38
0,36
0,65
0,49
0,42
0,36
0,33
0,32
A
B
C
D
E
F
Il valore di trasmittanza termica da confrontare con tali valori limite è quello
di ogni singola struttura opaca delimitante il volume riscaldato verso l’esterno,
ovvero verso ambienti non dotati di impianto di riscaldamento, a ponte termico
corretto.
Si ha una struttura a ponte termico corretto quando la trasmittanza termica della
parete fittizia (il tratto di parete esterna in corrispondenza del ponte termico) non
supera per più del 15% la trasmittanza termica della parete corrente, cioè dell’elemento strutturale opaco che interagisce con la parete fittizia.
Con questa infelice dizione ponte termico corretto si intende, quindi, una cosa
alquanto complicata; innanzi tutto, il ponte termico a cui si fa riferimento è solamente quello di disomogeneità strutturale dovuto alla concorrenza con innesto di una
parete o solaio in un’altra parete (come riportato negli esempi delle figure 20.1 e
20.2); da qui il riferimento alla parete fittizia costituita da un elemento strutturale di
spessore pari alla parete o elemento perimetrale che accoglie l’innesto e altezza pari
allo spessore della parete, solaio o elemento concorrente (che si innesta nella parete
perimetrale). Tale parete fittizia ha, quindi, una superficie frontale pari al prodotto
dello spessore della parete o solaio concorrente per la lunghezza della sua esposizione verso l’esterno (lunghezza caratteristica del ponte termico). In ogni caso la specifica normativa, anche in presenza di tale ponte termico, riporta sempre la trasmittanza termica lineare (lineica) di ponte termico, ψ o k [vecchio simbolo della UNI 7357© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
31
Fig. 20.1 Esempi di pareti fittizie.
Fig. 20.2 Esempi di pareti fittizie.
FA3(25))] in W/(m K), cioè riferita non alla superficie frontale ma alla lunghezza
caratteristica del ponte termico.
Di conseguenza, per poter calcolare la trasmittanza termica della parete fittizia,
occorre dividere la trasmittanza lineare di ponte termico per lo spessore della parete
o solaio concorrente, sint:
ψ
Uparete fittizia –––––
sint
(25)
[W/(m2 K)]
(20.2)
La UNI 7357-FA3 è stata sostituita dalla UNI EN 12831 “Impianti di riscaldamento negli
edifici - Metodo di calcolo del carico termico di progetto”.
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
32
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
L’elemento strutturale opaco, delimitante il volume riscaldato verso l’esterno o
comunque verso ambiente non riscaldato, è a ponte termico corretto quando la trasmittanza termica della parete fittizia ad esso associata non supera per più del 15%
la trasmittanza termica della parete corrente (cioè dell’elemento considerato adiacente al ponte termico e a cui lo si attribuisce); cioè, indicata con Ucor la trasmittanza di tale elemento, se si ha:
ψ
Uparete fittizia ––––– 1,15 Ucor
sint
[W/(m2 K)]
(20.3)
in questo caso si confronta direttamente la sua trasmittanza, Ucor, con il valore limite della tabella, cioè si trascura di fatto l’effetto del ponte termico.
Se invece il ponte termico risulta non corretto, cioè
ψ
Uparete fittizia ––––– 1,15 Ucor
sint
[W/(m2 K)]
(20.4)
o, qualora la progettazione dell’involucro edilizio non preveda la correzione dei ponti
termici, cioè non venga operata in sede di progetto la verifica di cui sopra, in tal caso
occorre confrontare i valori limite della trasmittanza termica riportati nelle tabelle
con la trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico); cioè:
Acor Ucor Lpt ψ
Um –––––––––––––––––––
Ulimite
Acor
[W/(m2 K)]
(20.5)
L’espressione della trasmittanza media consente di individuare un modo alternativo e più corretto per determinare la trasmittanza a ponte termico corretto; infatti,
separando e semplificando, si ottiene:
Lpt ψ
Um Ucor ––––––
cioè se
Acor
Lpt ψ
Um Ucor ––––––
0,15 allora Ucor Ulimite [W/(m2 K)]
Acor
(20.6)
Tale espressione è applicabile a qualsiasi tipo di ponte termico.
Inoltre il DPR 59 riporta, sempre al comma 4 lettera a) dell’articolo 4, la seguente affermazione:
“…nel caso di pareti opache verticali esterne in cui fossero previste aree limitate oggetto di riduzione di spessore, sottofinestre e altri componenti, devono essere
rispettati i limiti previsti nella tabella 2.1 al punto 2 dell'allegato C al decreto legislativo, con riferimento alla superficie totale di calcolo.”
Tale frase può essere interpretata nel modo seguente. In presenza di elementi della
parete con riduzione di spessore rispetto all’elemento principale costituente la parete stessa (cioè che costituisce per la maggior parte la parete stessa), occorre calcolare la trasmittanza media pesata rispetto alle aree delle superfici frontali dei vari componenti la parete e utilizzare questa per il confronto con la trasmittanza limite riportata nelle tabelle, cioè:
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
33
Nelementi
A U
i1 i i
Ulimite –––––––––––––
Nelementi
[W/(m2 K)]
(20.7)
A
i1 i
Nel caso di strutture orizzontali sul suolo, i valori di trasmittanza termica da confrontare con quelli in tabella sono calcolati con riferimento al sistema struttura-terreno, cioè bisogna considerare la trasmittanza termica equivalente attraverso il terreno in regime stazionario, così come si calcola con la norma UNI EN 13370.
Ad eccezione della categoria E.8, il valore massimo della trasmittanza (U) delle
chiusure apribili ed assimilabili, quali porte, finestre e vetrine anche se non apribili,
comprensive degli infissi, considerando le parti trasparenti e/o opache che le compongono, deve rispettare i limiti di trasmittanza termica media del serramento riportati nella tabella 20.13 e di trasmittanza termica centrale del sistema vetrato (tabella
20.14) (articolo 4, comma 2, lettera c) e con un previsto aggiornamento dei valori
all’1 gennaio 2009 e 2010. Restano esclusi dal rispetto di detti requisiti gli ingressi
pedonali automatizzati, da considerare solo ai fini dei ricambi di aria in relazione alle
dimensioni, ai tempi e alle frequenze di apertura, alla conformazione e alle differenze di pressione tra l'ambiente interno ed esterno.
Tab. 20.13 Valori limite della trasmittanza termica U delle chiusure
trasparenti comprensive degli infissi, espressa in [W/(m2K)]
Zona climatica
Dall’1 gennaio 2006
Dall’1 gennaio 2009
Dall’1 gennaio 2010
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
5,0
3,6
3,0
2,8
2,4
2,2
4,6
3,0
2.6
2,4
2,2
2,0
4,6
3,0
2,6
2,4
2,2
2,0
A
B
C
D
E
F
Tab. 20.14 Valori limite della trasmittanza termica U dei vetri,
espressa in [W/(m2K)]
Zona climatica
Dall’1 gennaio 2006
Dall’1 gennaio 2009
Dall’1 gennaio 2010
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
U [W/(m2 K)]
5,0
4,0
3,0
2,6
2,4
2,3
4,5
3,4
2,3
2,1
1,9
1,7
3,7
2,7
2,1
1,9
1,7
1,3
A
B
C
D
E
F
Tali valori limite superiori vanno rispettati entrambi contestualmente.
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34
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
20.5.7 Prestazione energetica per edifici nuovi e ristrutturati. Verifica “semplificata”. Comma 8. Nel caso di edifici di nuova costruzione e ristrutturati con
superficie utile maggiore di 1000 m2 e con ampliamenti volumetricamente superiori
al 20% dell’intero edificio esistente, per tutte le categorie degli edifici così come classificati in base alla destinazione d'uso all'articolo 3 del decreto del Presidente della
Repubblica 26 agosto 1993, n. 412, e quando il rapporto tra la superficie trasparente
complessiva dell’edificio e la sua superficie utile è inferiore a 0,18, il calcolo del fabbisogno annuo di energia primaria può essere omesso se gli edifici e le opere sono progettati e realizzati nel rispetto dei limiti fissati al comma 4 lettere a) b) c) e sono rispettate le seguenti prescrizioni impiantistiche:
– siano installati generatori di calore con rendimento termico utile a carico pari al
100% della potenza termica utile nominale, maggiore o uguale a X 2 log Pn;
dove log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del singolo
generatore, espressa in kW, ed X vale 90 nelle zone climatiche A, B e C e vale 93
nelle zone climatiche D, E ed F; per valori di Pn maggiori di 400 kW si applica il
limite massimo corrispondente a 400 kW;
– la temperatura media del fluido termovettore in corrispondenza delle condizioni
di progetto sia non superiore a 60 °C;
– siano installati almeno una centralina di termoregolazione programmabile in ogni
unità immobiliare e dispositivi modulanti per la regolazione automatica della temperatura ambiente nei singoli locali o nelle singole zone aventi caratteristiche di
uso ed esposizioni uniformi al fine di non determinare sovrariscaldamento per
effetto degli apporti solari e degli apporti gratuiti interni;
– nel caso di installazione di pompe di calore elettriche o a gas queste abbiano un
rendimento utile in condizioni nominali, ηu, riferito all’energia primaria, maggiore o uguale al valore limite calcolato con la formula 90 3 log Pn; dove log Pn è
il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore, espressa in
kW; la verifica è fatta utilizzando come fattore di conversione tra energia elettrica ed energia primaria il valore di riferimento per la conversione tra kWh elettrici e MJ definito con provvedimento dell'Autorità per l'energia elettrica e il gas, al
fine di tener conto dell'efficienza media di produzione del parco termoelettrico, e
suoi successivi aggiornamenti. In tale caso, all'edificio o porzione interessata, si
attribuisce il valore del fabbisogno annuo di energia primaria limite massimo
applicabile al caso specifico ai sensi del comma 2.
20.5.8 Nuova installazione o ristrutturazione totale di impianto termico o
sostituzione di generatore di calore, comma 3. Per tutte le categorie di edifici
come da DPR 412, nel caso di nuova installazione e ristrutturazione di impianti termici
o sostituzione di generatori di calore, si procede al calcolo del rendimento globale
medio stagionale dell’impianto termico e alla verifica che lo stesso risulti superiore al
valore limite riportato al punto 5 dell’allegato C al decreto legislativo:
ηg (75 3 log Pn) %
(20.8)
dove log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore o
dei generatori di calore al servizio del singolo impianto termico, espressa in kW.
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
35
Per valori di Pn superiori a 1000 kW la formula precedente non si applica e la
soglia minima per il rendimento globale medio stagionale è pari a 84%.
Per potenze nominali al generatore superiori a 100 kW, è fatto obbligo allegare alla relazione tecnica di cui all’articolo 8, comma 1 del decreto legislativo, una
diagnosi energetica del sistema edificio-impianto contenente le seguenti informazioni:
– interventi che conseguono una riduzione della spesa energetica;
– i relativi tempi di ritorno degli investimenti;
– i possibili miglioramenti di classe dell’edificio a seconda del sistema di certificazione in vigore nella regione in cui è ubicato l’edificio, e sulla base della quale
sono state determinate le scelte impiantistiche che si vanno a realizzare.
20.5.9 Sostituzione del solo generatore termico, commi 6 e 7. Nel caso di
sostituzione del solo generatore termico di un impianto di riscaldamento in un edificio esistente, in generale occorre calcolare e verificare il rendimento di produzione medio stagionale ηp così come richiesto dal DPR 412, cioè tenendo conto delle
condizioni programmate di accensione-spegnimento o attenuazione e, in aggiunta,
calcolare e verificare l’indicatore di efficienza energetica EPI, così come richiesto
al comma 1.
Procedura estremamente complessa e vincolante perché se l’edificio è ante legge
373 e legge 10/91, è molto probabile che il vincolo sull’indicatore di efficienza energetica non venga rispettato anche se si prende in considerazione un generatore ideale con rendimento unitario.
In realtà viene proposta una soluzione di tipo prescrittivo.
Se è verificata l’esistenza dei requisiti descritti di seguito non occorre procedere
ad alcuna verifica sia del rendimento medio stagionale sia dell’indicatore di prestazione energetica. Di fatto questa è l’unica strada perseguibile nel caso di edifici scarsamente isolati.
– I nuovi generatori di calore a combustione hanno rendimento termico utile, in
corrispondenza di un carico pari al 100% della potenza termica utile nominale,
maggiore o uguale al valore limite calcolato con la formula 90 2 log Pn, dove
log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore,
espressa in kW. Per valori di Pn maggiori di 400 kW si applica il limite massimo
corrispondente a 400 kW.
– Le nuove pompe di calore elettriche o a gas hanno un rendimento utile in condizioni nominali, ηu, riferito all’energia primaria, maggiore o uguale al valore limite calcolato con la formula 90 3 log Pn dove log Pn è il logaritmo in base 10
della potenza utile nominale del generatore, espressa in kW. La verifica è fatta utilizzando come fattore di conversione tra energia elettrica ed energia primaria il
valore di riferimento per la conversione tra kWh elettrici e MJ definito con provvedimento dell'Autorità per l'energia elettrica e il gas, al fine di tener conto dell'efficienza media di produzione del parco termoelettrico, e suoi successivi aggiornamenti.
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36
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
– Sono presenti, salvo che ne sia dimostrata inequivocabilmente la non fattibilità
tecnica nel caso specifico, almeno una centralina di termoregolazione programmabile per ogni generatore di calore e dispositivi modulanti per la regolazione
automatica della temperatura ambiente nei singoli locali o nelle singole zone
che, per le loro caratteristiche di uso ed esposizione possano godere, a differenza degli altri ambienti riscaldati, di apporti di calore solari o comunque gratuiti. Detta centralina di termoregolazione si differenzia in relazione alla tipologia
impiantistica e deve possedere almeno i requisiti già previsti all’articolo 7 del
Decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412, nei casi di
nuova installazione o ristrutturazione di impianti termici. In ogni caso detta centralina deve:
– essere pilotata da sonde di rilevamento della temperatura interna, supportate
eventualmente da un’analoga centralina per la temperatura esterna, con programmatore che consenta la regolazione della temperatura ambiente su due
livelli di temperatura nell’arco delle 24 ore, nel caso di impianti termici centralizzati;
– consentire la programmazione e la regolazione della temperatura ambiente su
due livelli di temperatura nell’arco delle 24 ore, nel caso di impianti termici per
singole unità immobiliari.
– Nel caso di installazioni di generatori con potenza nominale del focolare maggiore del valore preesistente, l’aumento di potenza è motivato con la verifica dimensionale dell’impianto di riscaldamento.
– Nel caso di installazione di generatori di calore a servizio di più unità immobiliari, sia verificata la corretta equilibratura del sistema di distribuzione, al fine di consentire contemporaneamente, in ogni unità immobiliare, il rispetto dei limiti minimi di comfort e dei limiti massimi di temperatura interna; eventuali squilibri devono essere corretti in occasione della sostituzione del generatore, eventualmente
installando un sistema di contabilizzazione del calore che permetta la ripartizione
dei consumi per singola unità immobiliare.
– Nel caso di sostituzione dei generatori di calore di potenza nominale del focolare
inferiore a 35 kW, con altri della stessa potenza, è rimessa alle autorità locali competenti ogni valutazione sull’obbligo di presentazione della relazione tecnica di
cui al comma 25 e se la medesima può essere omessa a fronte dell'obbligo di presentazione della dichiarazione di conformità ai sensi della legge 5 marzo 1990, n.
46(26), e successive modificazioni.
Se per garantire la sicurezza non fosse possibile rispettare le condizioni del
comma 6, lettera a) (primo punto dell’elenco precedente), in particolare nel caso in
(26)
Il 23.3.2008 è entrato in vigore il Decreto del Ministero dello sviluppo economico
22.1.2008, n. 37, “Regolamento concernente l’attuazione dell’articolo 11 quaterdecies, comma
13, lettera a) del D.L. 30.9.2005, n. 203, convertito in legge il 2 dicembre 2005, recante riordino delle disposizioni in materia di attività di installazione degli impianti all’interno degli edifici”, pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 61 del 12.3.2008 ed entrato in vigore il 27.3.2008.
Tale decreto contiene le disposizioni in materia di installazione degli impianti all’interno degli
edifici, inoltre abroga gli articoli dal 107 al 121 del DPR 380/2001 (che costituiscono il capo
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cui il sistema fumario per l’evacuazione dei prodotti della combustione è al servizio
di più utenze ed è di tipo collettivo ramificato e qualora sussistano motivi tecnici o
regolamenti locali che impediscano di avvalersi della deroga prevista all’articolo 2,
comma 2 del Decreto del Presidente della Repubblica 21 dicembre 1999, n. 551, la
semplificazione di cui al comma 6 può applicarsi ugualmente, fermo restando il
rispetto delle altre condizioni previste, a condizione di:
– installare generatori di calore che abbiano rendimento termico utile a carico
parziale pari al 30% della potenza termica utile nominale maggiore o uguale a
85 3 log Pn; dove log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore o dei generatori di calore al servizio del singolo impianto
termico, espressa in kW; per valori di Pn maggiori di 400 kW si applica il limite massimo corrispondente a 400 kW;
– predisporre una dettagliata relazione che attesti i motivi della deroga dalle disposizioni del comma 6, da allegare alla relazione tecnica di cui al comma 25 del
DPR 59, ove prevista, o alla dichiarazione di conformità, ai sensi della legge 5
marzo 1990, n. 46, e successive modificazioni, correlata all'intervento, qualora le
autorità locali competenti si avvalgano dell'opzione di cui alla lettera f) del
comma 6 dell’articolo 4 del DPR 59.
20.5.10 Impianti centralizzati, comma 9. In tutti gli edifici esistenti con un
numero di unità abitative maggiore di quattro e in ogni caso per potenze nominali del
generatore di calore dell'impianto centralizzato maggiore o uguale a 100 kW, appartenenti alle categorie E1 ed E2, così come classificati in base al DPR 412/93, è preferibile il mantenimento di impianti termici centralizzati laddove esistenti; le cause
tecniche o di forza maggiore per ricorrere a eventuali interventi finalizzati alla trasformazione degli impianti termici centralizzati a impianti con generazione di calore separata per singola unità abitativa devono essere dichiarate nella relazione di cui
al comma 25 del DPR 59.
20.5.11 Impianti centralizzati contabilizzazione e termoregolazione, comma
10. In tutti gli edifici esistenti con un numero di unità abitative superiore a 4, appartenenti alle categorie E1 ed E2, così come classificati in base alla destinazione d'uso
all'articolo 3 del DPR 26 agosto 1993, n. 412, in caso di ristrutturazione dell'impianto termico o di installazione dell'impianto termico devono essere realizzati gli interventi necessari per permettere, ove tecnicamente possibile, la contabilizzazione e la
termoregolazione del calore per singola unità abitativa. Gli eventuali impedimenti di natura tecnica alla realizzazione dei predetti interventi, ovvero l'adozione di
altre soluzioni impiantistiche equivalenti, devono essere evidenziati nella relazione
tecnica di cui al comma 25 del DPR 59.
quinto “Norme per la sicurezza degli impianti”), il DPR 447/1991 (regolamento di attuazione
della Legge 46/1990) e la Legge 46 del 5 marzo 1990, tranne l’articolo 8 “Finanziamento dell’attività di normazione tecnica”; l’articolo 14 “Verifiche” e l’articolo 16 “Sanzioni”. Si rimanda al DM n. 37/2008 per maggiori informazioni.
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Tali apparecchiature devono assicurare un errore di misura, nelle condizioni di utilizzo, inferiore a 5%, con riferimento alle norme UNI in vigore (articolo 4 comma
11).
20.5.12 Ulteriori dispositivi di regolazione, comma 21. Per tutti gli edifici e gli
impianti termici nuovi o ristrutturati, è prescritta l'installazione di dispositivi per la
regolazione automatica della temperatura ambiente nei singoli locali o nelle singole
zone aventi caratteristiche di uso ed esposizioni uniformi, al fine di non determinare
sovrariscaldamento per effetto degli apporti solari e degli apporti gratuiti interni.
L'installazione di detti dispositivi è aggiuntiva rispetto ai sistemi di regolazione di cui
all'articolo 7, commi 2, 4, 5 e 6, del DPR 26 agosto 1993, n. 412, e successive modificazioni, e deve comunque essere tecnicamente compatibile con l'eventuale sistema
di contabilizzazione.
Il D.Lgs. 192 di fatto rende obbligatoria sempre e comunque l’installazione dei
dispositivi di regolazione automatica di ambiente nei singoli locali o zone, rendendo
inutile la verifica del potenziale surriscaldamento legato ai guadagni solari.
20.5.13 Sistemi di trattamento dell’acqua, comma 14. Per tutte le categorie di
edifici ai sensi del DPR 412, nel caso di edifici di nuova costruzione e ristrutturazione di edifici esistenti, previsti dal decreto legislativo limitatamente alle ristrutturazioni totali, e nel caso di nuova installazione e ristrutturazione di impianti termici o
sostituzione di generatori di calore, fermo restando quanto prescritto per gli impianti di potenza complessiva 350 kW, all'articolo 5, comma 6, del DPR 26 agosto
1993, n. 412, è prescritto:
a) in assenza di produzione di acqua calda sanitaria e in presenza di acqua di alimentazione dell'impianto con durezza temporanea maggiore o uguale a 25 gradi
francesi:
1) un trattamento chimico di condizionamento per impianti di potenza nominale
del focolare complessiva minore o uguale a 100 kW;
2) un trattamento di addolcimento per impianti di potenza nominale del focolare
complessiva compresa tra 100 e 350 kW;
b) nel caso di produzione di acqua calda sanitaria le disposizioni di cui alla lettera a),
numeri 1) e 2), valgono in presenza di acqua di alimentazione dell'impianto con
durezza temporanea maggiore di 15 gradi francesi. Per quanto riguarda i predetti
trattamenti si fa riferimento alla norma tecnica UNI 8065.
20.5.14 Edifici pubblici ed ad uso pubblico(27). In tutti i casi di nuova costruzione o ristrutturazione di edifici pubblici o a uso pubblico, così come definiti ai
commi 8 e 9 dell'allegato A al decreto legislativo, il DPR 59 prevede ulteriori prescrizioni elencate di seguito:
(27)
Per edificio adibito ad uso pubblico si intende un edificio nel quale si svolge, in tutto o in
parte, l’attività istituzionale di enti pubblici. Invece per edificio di proprietà pubblica si intende un edificio di proprietà dello Stato, delle Regioni o degli Enti locali, nonché di altri enti pubblici, anche economici, destinato sia allo svolgimento delle attività dell’ente, sia ad altre attività o usi, compreso quello di abitazione privata.
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– i valori limite già previsti ai punti 1, 2, 3 e 4 dell'allegato C (Energia primaria e
trasmittanze dei componenti edilizi sia opachi sia trasparenti) al decreto legislativo sono ridotti del 10%;
– il valore limite inferiore del rendimento globale medio stagionale, già previsto al
punto 5 dell'allegato C, del decreto legislativo, viene aumentato e calcolato con la
seguente formula:
ηg (75 4 log Pn)%
(20.9)
– i predetti edifici devono essere dotati di impianti centralizzati per la climatizzazione invernale ed estiva, qualora quest'ultima fosse prevista.
20.5.15 Produzione di acqua calda sanitaria, commi 22 e 23. Per tutte le categorie di edifici secondo il DPR 412, nel caso di edifici pubblici e privati, è obbligatorio l'utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia termica ed elettrica.
In particolare, nel caso di edifici di nuova costruzione o in occasione di nuova installazione di impianti termici o di ristrutturazione degli impianti termici esistenti, l'impianto di produzione di energia termica deve essere progettato e realizzato in modo
da coprire almeno il 50% del fabbisogno annuo di energia primaria richiesta per la
produzione di acqua calda sanitaria con l'utilizzo delle predette fonti di energia. Tale
limite è ridotto al 20% per gli edifici situati nei centri storici.
Il comma 23 rimanda ai decreti attuativi dell’articolo 4 del D.lgs. 192 per l’applicazione del comma 22 che definiranno inoltre:
– le modalità applicative degli obblighi di quanto detto in precedenza;
– le prescrizioni minime, le caratteristiche tecniche e costruttive degli impianti di
produzione di energia termica ed elettrica con l’utilizzo di fonti rinnovabili.
Le valutazioni concernenti il dimensionamento ottimale, o l’eventuale impossibilità tecnica di rispettare le presenti disposizioni, devono essere dettagliatamente illustrate nella relazione tecnica di cui al comma 25. In mancanza di tali elementi conoscitivi, la relazione è dichiarata irricevibile.
Inoltre nel caso di edifici di nuova costruzione, pubblici e privati, o di ristrutturazione degli stessi con Su 1000 m2, è obbligatoria l’installazione di impianti fotovoltaici per la produzione di energia elettrica(28).
Il D.Lgs. 192 spinge in maniera decisa per l’introduzione delle fonti energetiche
rinnovabili per la produzione di acqua calda sanitaria.
Da notare che questo comma si aggiunge al comma 15 dell’articolo 5 del DPR
(28)
Non viene fissato esplicitamente un limite inferiore, anche se in realtà tale limite è indicato
sia dal comma 350 della finanziaria 2007, che modifica il comma 1 del testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia di edilizia (DPR del 6 giugno 2001, n. 380) inserendo il seguente comma 1bis “Nel regolamento di cui al comma 1, ai fini del rilascio del permesso di costruire deve essere prevista l’installazione dei pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica per gli edifici di nuova costruzione, in modo tale da garantire una produzione energetica non inferiore a 0,2 kW per ciascuna unità abitativa”, sia dal DM 19 febbraio
2007 che disciplina il “Conto energia”, che impone una potenza minima finanziabile di 1 kW.
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412/92 che invece obbliga alla verifica tecnico-economica anche per l’aspetto climatizzazione invernale e non solo tecnica come il D.Lgs. 192.
20.5.16 Impianti alimentati a biomassa, commi 12 e 13. Ai fini del presente
decreto, e in particolare per la determinazione del fabbisogno di energia primaria dell'edificio, sono considerati ricadenti fra gli impianti alimentati da fonte rinnovabile
gli impianti di climatizzazione invernale dotati di generatori di calore alimentati a
biomasse combustibili che rispettano i seguenti requisiti:
– hanno rendimento utile nominale minimo conforme alla classe 3 di cui alla norma
Europea UNI EN 303-5;
– hanno limiti di emissione conformi all'allegato IX della parte quinta del D.Lgs. 3
aprile 2006, n. 152, e successive modificazioni, ovvero i più restrittivi limiti fissati da norme regionali, ove presenti;
– utilizzano biomasse combustibili ricadenti fra quelle ammissibili ai sensi dell'allegato X della parte quinta del medesimo decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152,
e successive modificazioni.
Per tutte le tipologie di edifici in cui è prevista l'installazione di impianti di climatizzazione invernale dotati di generatori di calore alimentati da biomasse combustibili, in sede progettuale, nel caso di nuova costruzione e ristrutturazione di edifici
esistenti, ampliamenti volumetrici, limitatamente alle ristrutturazioni totali, si
procede alla verifica che la trasmittanza termica delle diverse strutture edilizie, opache e trasparenti, che delimitano l'edificio verso l'esterno o verso vani non riscaldati,
non sia maggiore dei valori definiti nella pertinente tabella di cui ai punti 2, 3 e 4 dell'allegato C al decreto legislativo.
20.5.17 Relazione tecnica, comma 25. Come recita il comma 15 del D.Lgs. 192,
“Il progettista dovrà inserire i calcoli e le verifiche previste dal presente articolo nella
relazione attestante la rispondenza alle prescrizioni per il contenimento del consumo
di energia degli edifici e relativi impianti termici, che, ai sensi dell'articolo 28, comma
1, della legge 9 gennaio 1991, n. 10, il proprietario dell'edificio, o chi ne ha titolo,
deve depositare presso le amministrazioni competenti secondo le disposizioni vigenti,
in doppia copia, insieme alla denuncia dell'inizio dei lavori relativi alle opere di cui
agli articoli 25 e 26 della stessa legge. Schemi e modalità di riferimento per la compilazione delle relazioni tecniche sono riportati nell'allegato E al decreto legislativo.
Ai fini della più estesa applicazione dell'articolo 26, comma 7, della legge 9 gennaio
1991, n. 10, negli enti soggetti all'obbligo di cui all'articolo 19 della stessa legge, tale
relazione progettuale dovrà essere obbligatoriamente integrata attraverso attestazione di verifica sulla applicazione della norma predetta a tale fine redatta dal Responsabile per la conservazione e l'uso razionale dell'energia nominato”.
Tale relazione tecnica non è una novità ma risulta modificata rispetto a quella fino
ad ora impiegata per la Legge 10/91, come si vedrà meglio in dettaglio successivamente, e va sempre presentata insieme alla denuncia dell’inizio dei lavori relativi alle
opere di cui agli articoli 25 e 26 della legge 10/91(29).
(29)
Si riferisce alla realizzazione di edifici ed impianti.
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Gli schemi e modalità di riferimento per la compilazione della relazione tecnica
sono riportati nell’allegato E al D.Lgs. 192. In tali schemi non appare in forma esplicita la richiesta di documentare le valutazioni specifiche all’impiego delle fonti rinnovabili di energia per gli edifici pubblici e a uso pubblico o privati come previsto
dal comma 23.
Occorre però rilevare che in realtà l’obbligo di valutazione sussiste in quanto è
sempre in vigore sia l’art.1 comma 3, sia l’art. 26 comma 7 della legge 10/91, sia il
comma 15 del DRP 412 rafforzato dal comma 14 dell’allegato I al D.Lgs. 192 (anche
se limitato alla sola produzione dell’acqua calda sanitaria), che esplicitamente
dichiara che l’eventuale non ricorso alle fonti rinnovabili deve essere “dettagliatamente motivato nella relazione tecnica”. In sintesi, nel caso di edifici pubblici o a uso
pubblico o privato, si ritiene parte integrante nel normale processo progettuale la
valutazione sul ricorso alle fonti rinnovabili e quindi si richiede di documentare solo
il non ricorso ovviamente nella sezione relativa alle deroghe.
Il D.Lgs. 192 introduce poi una novità rispetto alla legge 10/91, che è rappresentata
dall’obbligo dell’integrazione di detta relazione con una asseverazione sulla verifica
dell’utilizzabilità delle fonti energetiche rinnovabili, solo però nel caso in cui il soggetto committente, sempre di un edificio pubblico o a uso pubblico, sia obbligato (ai sensi
dell’art. 19 della legge 10/91) alla nomina di un responsabile per la conservazione e
l’uso razionale dell’energia (consumi di energia pari o superiori a 1000 tonnellate equivalenti di petrolio). In tal caso, e solo in questo caso, tale responsabile deve integrare la
relazione tecnica con un’“attestazione di verifica sulla utilizzabilità delle fonti rinnovabili”, cioè deve eseguire o far eseguire una verifica tecnica sull’utilizzabilità delle fonti
rinnovabili per la riduzione dell’impiego di energia primaria e deve sempre sottoscriverne i risultati, assumendosi la responsabilità di quanto riportato (asseverazione).
Passando all’esame di dettaglio delle innovazioni introdotte dal nuovo modello di
relazione tecnica di cui all’allegato E del D.Lgs. 192/2005, si riscontra l’introduzione di alcuni nuovi elementi.
Dati tecnici e costruttivi dell’edificio. Compare la superficie utile (calpestabile) e
scompare stranamente la massa efficace dell’involucro edilizio e la classe di permeabilità dei serramenti (che in realtà verrà recuperata successivamente).
Dati relativi all’impianto termico. Sparisce la richiesta di fornire lo schema funzionale dell’impianto con il dimensionamento della rete del fluido termovettore e
delle apparecchiature e con evidenziazione dei dispositivi di regolazione e contabilizzazione; tale schema doveva anche riportare una tabella riassuntiva delle apparecchiature, con le loro caratteristiche funzionali, e di tutti i componenti rilevanti ai fini
energetici, con i loro dati descrittivi e funzionali; lo schema funzionale, senza l’obbligo delle specifiche suddette, va comunque riportato, giacché richiesto successivamente al punto k dell’allegato E.
Relativamente ai condotti di evacuazione dei prodotti della combustione, essendo
stato abrogato il recepimento delle norme UNI come unica regola tecnica da seguire, si chiede di dichiarare con quale norma è stato eseguito il dimensionamento
(punto f allegato E).
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Sono stati inoltre inseriti i punti relativi agli impianti solari termici e fotovoltaici
in cui vengono richieste le caratteristiche tecniche e gli schemi funzionali solo per
questi ultimi, in quanto per il solare si presuppone sia inserito all’interno dello schema funzionale dell’impianto termico.
Principali risultati dei calcoli.
– Componenti opachi: oltre alle caratteristiche termiche (trasmittanza) ed igrometriche, occorre specificare la massa areica frontale; sparisce ogni riferimento a uno
specifico formato di presentazione di dati e si rinvia (per la loro descrizione) a un
generico allegato alla relazione; infine il “Confronto con i valori limite riportati
nell’allegato C….” vale sia per edifici di nuova costruzione o ristrutturazioni
importanti(30), in quanto bisogna confrontare le trasmittanze dei componenti opachi e di quelli trasparenti sia verticali sia orizzontali con i valori limite dell’allegato C, sia in presenza di ristrutturazione dell’involucro edilizio degli edifici
non E.8 con meno di 1000 m2 di superficie utile, o qualora si decidesse di optare
per la procedura “semplificata”.
– Componenti finestrati: oltre alle caratteristiche termiche (trasmittanza) occorre
specificare la classe di permeabilità del serramento; sparisce ogni riferimento a
uno specifico formato di presentazione di dati e si rinvia (per la loro descrizione)
a un generico allegato alla relazione; infine il “Confronto con i valori limite riportati all’allegato C….” vale sia per edifici di nuova costruzione o ristrutturazioni importanti(31), in quanto bisogna confrontare le trasmittanze dei componenti
trasparenti sia verticali sia orizzontali con i valori limite dell’allegato C aumentati del 30%, sia in presenza di ristrutturazione dell’involucro edilizio degli edifici non E.8 con meno di 1000 m2 di superficie utile, o qualora si decidesse di optare per la procedura “semplificata”.
– Attenuazione dei ponti termici (provvedimenti e calcoli): questa è una richiesta
completamente nuova, rispetto al modello impiegato per la Legge 10/21 –
DPR 412, e richiede di documentare l’effetto dei ponti termici presenti, le eventuali azioni correttive intraprese, e di riportare i relativi calcoli.
– Trasmittanza termica (U) degli elementi divisori tra alloggi o unità immobiliari
confinanti (distinguendo pareti verticali e solai), richiesta già presente ma adesso
occorre distinguere tra pareti verticali e solai, giacché è obbligatoria per gli edifici di classe E.1 la verifica con il valore limite di cui al comma 16 dell’articolo 4
del DPR 59 [deve essere inferiore o uguale a 0,8 (W/ m2 K)] solo per le pareti verticali.
– Verifica termoigrometrica, va adesso eseguita obbligatoriamente e documentata
in un allegato alla relazione, tenendo presente che a differenza della normativa
UNI, va effettata in condizioni di progetto e non si deve avere (in tali condizioni)
alcuna formazione di condensa.
– Sparisce la richiesta sulla trasmittanza massima e sul coefficiente volumico di
dispersione termica per trasmissione (Cd), mentre resta la richiesta di specificare
(30)
(31)
Articolo 4 comma 2 del DPR 59.
Articolo 4 comma 4 del DPR 59.
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–
–
–
–
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il numero di ricambi d’aria medi giornalieri per ogni zona, senza però la necessità
di specificare tra valore di progetto e valore minimo imposto da specifiche condizioni igienico-sanitarie.
Rendimento globale medio stagionale: sparisce la richiesta di riportare il valore
minimo imposto.
Fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale EPI: compare il nuovo indicatore energetico che sostituisce il FEN per la verifica sull’efficienza energetica e in particolare occorre dichiarare:
– quale metodo è stato utilizzato per il suo calcolo;
– il valore di progetto in kWh/m2 anno o kWh/m3 anno (N.B. dal punto di vista
dimensionale la divisione per l’anno renderebbe la grandezza considerata una
potenza; inoltre la base temporale su cui si definisce tale indice non è l’anno
ma la stagione di riscaldamento; per tali ragioni sarebbe più corretto omettere
tale unità temporale e indicare solo kWh/m2 o kWh/m3);
– il confronto con il valore limite (da punto 1 dell’allegato C D.Lgs. 192).
Viene mantenuto, probabilmente come elemento di paragone, il vecchio FEN in
kJ/m3 GG, solo per il valore di progetto.
Impianti solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria: anche questa è
una richiesta completamente nuova, obbligatoria per gli edifici pubblici e privati (essendone obbligata l’installazione), che prevede la descrizione dell’impianto,
la dichiarazione delle sue caratteristiche tecniche e la percentuale di copertura
solare del fabbisogno annuo.
Elementi specifici che motivano eventuali deroghe a norme fissate dalla normativa vigente. Spariscono le specifiche relative ai possibili casi di deroga rispetto
agli obblighi previsti dalla Legge 10/91, DPR 412/92 e 551/98 e dal D.Lgs.
192/2005, ribadendo comunque la necessità di documentare ogni eventuale deroga
(punto reso solo più generale e generico).
Documentazione allegata. Spariscono i riferimenti alle tabelle facsimile.
20.5.18 Metodi di calcolo impiegabili, comma 16. L’abrogazione dell’articolo
1 del decreto del Ministro dell’industria, del commercio e dell’artigianato in data 6
agosto 1994, relativo al recepimento delle norme UNI attuative del Decreto del Presidente della Repubblica del 26 agosto 1993, n. 412, non vincola all’esclusivo uso
delle procedure di calcolo definite dalle norme UNI. Di conseguenza, al comma 26,
il DPR 59 definisce sommariamente i requisiti che le procedure di calcolo da impiegare per le verifiche devono avere; in particolare dice che “devono garantire risultati conformi alle migliori regole tecniche”.
Sempre il DPR 59 individua come rispondenti a tale requisito:
– le norme tecniche UNI e CEN(32);
(32)
All’interno dell’allegato M del Decreto legislativo viene definito un elenco non esaustivo
della normativa di riferimento.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
– altri metodi di calcolo recepiti dal Ministero per lo sviluppo economico tramite
specifico decreto; tale metodologia di calcolo avrebbe implicitamente valenza
superiore rispetto a qualsiasi altra metodologia, anche se paritetica.
“L'utilizzo di altri metodi, procedure e specifiche tecniche sviluppati da organismi
istituzionali nazionali, quali l'ENEA, le università o gli istituti del CNR, è possibile,
motivandone l'uso nella relazione tecnica di progetto di cui al comma 25, purché i
risultati conseguiti risultino equivalenti o conservativi rispetto a quelli ottenibili con
le norme tecniche emesse dagli organismi precedentemente detti”. Questa frase consente di fatto l’impiego di codici di calcolo dinamici, sicuramente in grado di fornire risultati di qualità superiore a quella ricavabile con le attuali normative UNI-CEN.
20.5.19 La progettazione del solo edificio. Il D.Lgs. 192/2005 prevede diversi
decreti attuativi, tra cui uno sui requisiti degli edifici, cioè della struttura edilizia, tali
da favorire la riduzione del fabbisogno di energia primaria. Alcuni dei possibili requisiti dell’involucro e della struttura edilizia sono però stati anticipati prima dalla parte
transitoria del decreto legislativo, poi ribaditi dal DPR 59.
Trasmittanza divisorio, comma 16. Il D.Lgs. 192/2005 imponeva di fatto dei
requisiti sulla progettazione della parte edilizia del sistema edificio-impianto, imponendo un requisito prescrittivo sulla trasmittanza termica del divisorio verticale e
orizzontale tra unità abitative non afferenti allo stesso impianto termico. Per l’esattezza tale requisito si applica solo agli edifici della categoria E1 da realizzarsi in
zona climatica C, D, E ed F. Per tali edifici il valore della trasmittanza (U) del divisorio verticale tra alloggi o unità immobiliari confinanti deve essere inferiore o
uguale a 0,8 W/m2 K. Il DPR 59 estende questo vincolo sia a tutte le categorie di
edifici secondo il DPR 412 ad esclusione della categoria E.8, sia a tutte le pareti che
delimitano verso l’ambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di riscaldamento.
Verifica condensa, comma 17. Il DPR 59 impone un ulteriore requisito sulla progettazione della parte edilizia del sistema edificio-impianto per tutti gli edifici esclusa la categoria E.8, e cioè un requisito prescrittivo corrispondente alla totale assenza
di formazione di condensa sia superficiale sia interstiziale. Prescrittivo e non prestazionale perché viene richiesta la verifica dell’assenza di condensazioni superficiali e
interstiziali delle pareti opache in condizioni di progetto e non in condizioni di esercizio, come prevede la normativa UNI-CEN. Infatti il comma 17 specifica che “Qualora non esista un sistema di controllo della umidità relativa interna, per i calcoli
necessari questa verrà assunta pari al 65% alla temperatura interna di 20 °C”.
Climatizzazione estiva, comma 18. Per tutte le categorie di edifici, così come
classificati in base alla destinazione d'uso all'articolo 3 del DPR 26 agosto 1993, n.
412, ad eccezione, esclusivamente per le disposizioni di cui alla lettera b), delle categorie E.5, E.6, E.7 ed E.8, il progettista, al fine di limitare i fabbisogni energetici per
la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, nel
caso di edifici di nuova costruzione e nel caso di ristrutturazioni ed ampliamento di
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
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edifici esistenti, questo ultimo limitatamente alle ristrutturazioni totali:
a) valuta puntualmente e documenta l'efficacia dei sistemi schermanti delle superfici vetrate, esterni o interni, tali da ridurre l'apporto di calore per irraggiamento
solare;
b) valuta puntualmente e documenta l'efficacia dei sistemi schermanti delle superfici vetrate, esterni o interni, tali da ridurre l'apporto di calore per irraggiamento
solare;
1. relativamente a tutte le pareti verticali opache con l'eccezione di quelle comprese nel quadrante nord-ovest / nord / nord-est, almeno una delle seguenti
verifiche:
i. che il valore della massa superficiale Ms, di cui al comma 22 dell'allegato A,
sia superiore a 230 kg/m2;
ii. che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica(33) (YIE), di cui
al comma 4, dell'articolo 2, sia inferiore a 0,12 W/m2 K”;
2. relativamente a tutte le pareti opache orizzontali ed inclinate che il valore del
modulo della trasmittanza termica periodica YIE, di cui al comma 4, dell'articolo 2, sia inferiore a 0,20 W/m2 K”;
c) utilizza al meglio le condizioni ambientali esterne e le caratteristiche distributive
degli spazi per favorire la ventilazione naturale dell'edificio; nel caso che il ricorso a tale ventilazione non sia efficace, può prevedere l'impiego di sistemi di ventilazione meccanica nel rispetto del comma 13 dell'articolo 5 del DPR 26 agosto
1993, n. 412.
Il requisito prescrittivo non è però completamente vincolante, ma può essere sostituto da un requisito prestazionale:
“Gli effetti positivi che si ottengono con il rispetto dei valori di massa superficiale o trasmittanza termica periodica delle pareti opache previsti alla lettera b), possono essere raggiunti, in alternativa, con l'utilizzo di tecniche e materiali, anche
innovativi, ovvero coperture a verde, che permettano di contenere le oscillazioni
della temperatura degli ambienti in funzione dell'andamento dell'irraggiamento
solare. In tale caso deve essere prodotta una adeguata documentazione e certificazione delle tecnologie e dei materiali che ne attesti l'equivalenza con le predette
disposizioni.”
Quindi in tal caso occorre prima assumere di avere una parete con una trasmittanza termica pari a quella della parete progettata e con massa frontale pari al valore
230 kg/m2, calcolare l’oscillazione non controllata della temperatura interna nelle
condizioni di progetto estive, calcolare tale oscillazione per la parete progettata, comparare l’ampiezza dell’oscillazione tra i due casi, o meglio il valore massimo che si
raggiunge. Perché la parete in progetto sia accettabile occorre che il valore massimo
di temperatura raggiunto sia non superiore a quello raggiunto con la parete di riferimento.
(33)
Trasmittanza termica periodica YIE (W/m2 K) è il parametro che valuta la capacità di una
parete opaca di sfasare ed attenuare il flusso termico che la attraversa nell’arco delle 24 ore,
definita e determinata secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 e successivi aggiornamenti.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Sistemi schermanti, commi 19 e 20. Sempre al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli
ambienti, il DPR 59 prevede nel caso di nuove costruzioni, ristrutturazioni e ampliamenti volumetrici (sono esclusi gli ampliamenti sotto il 20% del volume dell’intero
edificio e gli edifici di categoria E.6 e E.8 ai sensi del DPR 412) l’adozione di sistemi schermanti esterni.
Solo nel caso delle ristrutturazioni di edifici esistenti, ad eccezione delle categorie E.6 ed E.8, il progettista valuta puntualmente e documenta l'efficacia dei sistemi
filtranti(34) o schermanti delle superfici vetrate, tali da ridurre l'apporto di calore per
irraggiamento solare.
Qualora se ne dimostri la non convenienza in termini tecnico-economici, detti
sistemi possono essere omessi in presenza di superfici vetrate con fattore solare (UNI
EN 410) minore o uguale a 0,5. Tale valutazione deve essere evidenziata nella relazione tecnica di cui al comma 25.
La predetta relazione può essere omessa solo nel caso di ristrutturazioni di edifici esistenti se presenti superfici vetrate con fattore solare minore o uguale a 0,5.
20.5.20 Opere di predisposizione, comma 24. Questo comma rappresenta una
novità importante e un impegno significativo nella progettazione del sistema edilizio
per favorire l’introduzione delle reti di teleriscaldamento nella climatizzazione degli
edifici. Infatti recita, nella prima parte, che “nel caso di nuova costruzione o ristrutturazione di edifici è obbligatoria la predisposizione delle opere, riguardanti l’involucro dell’edificio e gli impianti, necessarie a favorire il collegamento a reti di teleriscaldamento, a una distanza inferiore a metri 1000 ovvero in presenza di progetti
approvati nell’ambito di opportuni strumenti pianificatori”.
20.6 CALCOLO DELLA POTENZA TERMICA
Il calcolo della potenza termica da assegnare al generatore di calore (o ai generatori
di calore) per sopperire alle esigenze termiche degli ambienti climatizzati deve essere eseguito basandosi sulla UNI EN 12831(35), che ha sostituito completamente la
vecchia UNI 7357/74(36), compresi i fogli aggiuntivi (FA1, FA2, FA3).
Si rammenta che, per quanto detto nei paragrafi precedenti, la verifica del Cd non
è più obbligatoria.
La norma specifica un metodo per il calcolo del fabbisogno di calore(37), nelle
(34) Sistemi filtranti, pellicole polimeriche autoadesive applicabili su vetri, su lato interno o
esterno, in grado di modificare una o più delle seguenti caratteristiche della superficie vetrata:
trasmissione dell’energia solare, trasmissione ultravioletti, trasmissione infrarossi, trasmissione luce visibile.
(35)
UNI EN 12831/2006 - Impianti di riscaldamento negli edifici. Metodo di calcolo del carico termico di progetto.
(36)
UNI 7357 del 1974 - Calcolo del fabbisogno termico per il riscaldamento di edifici.
(37) Inteso come calcolo per il dimensionamento della potenza del generatore di calore e dei
corpi scaldanti in condizioni di picco.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
47
condizioni di progetto di riferimento, per garantire il raggiungimento della temperatura interna di progetto richiesta.
Descrive il calcolo del carico termico di progetto secondo due approcci:
– il primo di tipo ambiente per ambiente o spazio riscaldato per spazio riscaldato,
ai fini del dimensionamento dei corpi scaldanti;
– il secondo considerando l’intero edificio, o l’entità porzione di edificio, ai fini del
dimensionamento del generatore di calore.
Viene proposto dalla norma un metodo semplificato di calcolo (si rimanda alla lettura della norma per maggiori informazioni) da utilizzare in alternativa al calcolo di
tipo dettagliato.
La norma è corredata da due appendici che riportano i valori prefissati di ausilio per la determinazione del fabbisogno di calore: una contenente valori predefiniti, mentre l’altra contenente gli stessi valori ma contestualizzati a livello nazionale.
Rientrano nel campo di applicazione tutti gli edifici con altezza limitata degli
ambienti (non maggiore di 5 m), per i quali è previsto il riscaldamento a regime permanente nelle condizioni di progetto. Tali edifici sono, per esempio: edifici residenziali; edifici ad uso ufficio e ad uso amministrativo; scuole; biblioteche; ospedali;
edifici ricreativi; carceri; edifici utilizzati nel settore della ristorazione; grandi
magazzini e altri edifici ad uso commerciale; edifici industriali.
Le appendici contengono inoltre informazioni su come affrontare i casi che
riguardano:
– edifici di notevole altezza o grandi ambienti;
– edifici dove la temperatura dell’aria e la temperatura media radiante differiscono
in modo significativo.
20.6.1 Metodo dettagliato. Caso base. Le ipotesi su cui si fonda il metodo di
calcolo dettagliato sono le seguenti:
– distribuzione uniforme della temperatura (temperatura dell’aria e temperatura di
progetto);
– dispersioni termiche calcolate in condizioni di regime permanente presupponendo proprietà costanti, come valori di temperatura, caratteristiche degli elementi
dell’edificio;
– altezza interna dei locali non maggiore di 5 metri;
– locali riscaldati (o supposti tali, a una temperatura specifica in condizioni di regime permanente;
– identico valore della temperatura dell’aria e della temperatura operante (per ipotesi).
L’applicazione del metodo di calcolo, sia riferito a uno spazio riscaldato, a una
porzione di edificio o all’intero edificio, sia che si usi la metodologia di calcolo semplificata, si fonda sulla determinazione delle dispersioni termiche verso l’esterno
determinate:
– dalla conduzione termica attraverso le superfici circostanti e dallo scambio termico tra spazi riscaldati, dovuto al fatto che spazi riscaldati adiacenti possono essere riscaldati (o convenzionalmente si suppone siano riscaldati), a temperature
© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
48
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
diverse (per esempio, si può supporre che ambienti adiacenti appartenenti a un
altro appartamento siano riscaldati a una temperatura fissa, corrispondente a quella di un appartamento non occupato);
– dalla dispersione termica di progetto per ventilazione, vale a dire la dispersione
termica verso l’esterno dovuta a ventilazione o infiltrazione attraverso l’involucro dell’edificio e la dispersione termica determinata dal calore trasferito per
ventilazione da uno spazio riscaldato a un altro spazio riscaldato all’interno dell’edificio.
Il metodo è schematizzato nella figura 20.3 e ne sono illustrate di seguito le diversi fasi.
Determinazione dei dati di base:
Temperatura esterna di progetto
Temperatura esterna media annua
[1]
Dati climatici (UNI 10349)
[2]
Determinazione delle zone
riscaldate e definizione
della temperatura interna
di progetto.
(DPR 412, Legge 10/91
Regolamenti Regionali)
[3]
Dispersioni termiche
attraverso l’involucro edilizio,
spazi non riscaldati, spazi
adiacenti e verso terreno
[4]
Calcolo delle dispersioni
termiche dell’edificio
Calcolo della potenza ripresa (ΦRH)
[5]
Effetti del riscaldamento
intermittente
Calcolo carico termico totale di progetto:
ΦHL = ΣΦT + ΣΦV + ΣΦRH
[6]
Carico termico totale
di progetto
Spazio riscaldato?
Spazio
non riscaldato
Temperatura interna di progetto
Determinazione di: caratteristiche dimensionali;
caratteristiche termiche di tutti gli elementi
dell’edificio per ciascun spazio riscaldato e non
Calcolo delle dispersioni termiche di progetto
per trasmissione (ΦT)
Calcolo delle dispersioni termiche di progetto
per ventilazione (ΦV)
Calcolo delle dispersioni termiche totali di progetto:
Φ = ΦT + ΦV
Fig. 20.3 Diagramma di flusso che riassume il metodo di calcolo del carico termico
totale.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
49
Fase 1. Determinazione della temperatura esterna di progetto (θe) e temperatura
media esterna (θm, e)(38), in funzione della località di riferimento. Tali valori sono ricavabili dall’appendice NA (Appendice Nazionale), che contiene i valori e parametri
nazionali (tab. 20.15).
Tab. 20.15 Temperatura esterna di progetto e temperatura esterna media annuale
Provincia
AG
AL
AN
AO
AP
AQ
AR
AT
AV
BA
BG
BI
BL
BN
BO
BR
BS
BZ
CA
CB
CE
CH
CL
CN
CO
CR
CS
CT
CZ
EN
FE
FG
FI
FO
FR
GE
GO
Comune
Agrigento
Alessandria
Ancona
Aosta
Ascoli Piceno
L’Aquila
Arezzo
Asti
Avellino
Bari
Bergamo
Biella
Belluno
Benevento
Bologna
Brindisi
Brescia
Bolzano
Cagliari
Campobasso
Caserta
Chieti
Caltanissetta
Cuneo
Como
Cremona
Cosenza
Catania
Catanzaro
Enna
Ferrara
Foggia
Firenze
Forlì
Frosinone
Genova
Gorizia
Alt.
Zona
230
95
16
583
154
714
246
123
348
5
249
420
383
135
54
15
149
262
4
701
68
330
568
534
201
45
238
7
320
931
9
76
40
34
291
19
84
B
E
D
E
D
E
E
E
D
C
E
E
E
C
E
C
E
E
C
E
C
D
D
F
E
E
C
B
C
E
E
D
D
D
E
D
E
GG
729
2559
1688
583
1698
2514
2104
2617
1742
1185
2533
2589
2936
1316
2259
1083
2410
2791
990
2346
1013
1556
1550
3012
2228
2389
1317
833
1328
2248
2326
1530
1821
2087
2196
1435
2333
θe (°C)
θm, e (°C)
3
8
2
10
2
5
0
8
2
0
5
9
10
2
5
0
7
15
3
4
0
0
0
10
5
5
3
5
2
3
5
0
0
5
0
0
5
18,2
12,8
15,1
10,4
14,8
12,1
14,1
12,3
13,9
16,4
13,5
10,8
11,2
14,3
14,2
16,6
13,5
12,6
17,6
12,7
17,1
15,0
15,8
11,4
13,3
13,0
16,6
18,2
16,1
13,4
13,1
14,1
14,8
14,2
11,8
16,1
13,1
(segue)
(38) Tali valori sono contenuti anche all’interno della UNI 10349 – Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici.
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50
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
(seguito tabella 20.15)
Provincia
GR
IM
IS
KR
LC
LO
LE
LI
LT
LU
MC
ME
MI
MN
MO
MS
MT
NA
NO
NU
OR
PA
PC
PD
PE
PG
PI
PN
PO
PR
PS
PT
PV
PZ
RA
RC
RE
RG
RI
RM
RN
RO
SA
SI
SO
SP
Comune
Grosseto
Imperia
Isernia
Crotone
Lecco
Lodi
Lecce
Livorno
Latina
Lucca
Macerata
Messina
Milano
Mantova
Modena
Massa Carrara
Matera
Napoli
Novara
Nuoro
Oristano
Palermo
Piacenza
Padova
Pescara
Perugia
Pisa
Pordenone
Prato
Parma
Pesaro e Urbino
Pistoia
Pavia
Potenza
Ravenna
Reggio Calabria
Reggio Emilia
Ragusa
Rieti
Roma
Rimini
Rovigo
Salerno
Siena
Sondrio
La Spezia
Alt.
Zona
10
10
423
8
214
87
49
3
21
19
315
3
122
19
34
65
200
17
159
546
9
14
61
12
4
493
4
24
61
57
11
67
77
819
4
15
58
502
405
20
5
7
4
322
307
3
D
C
D
B
E
E
C
D
C
D
D
B
E
E
E
D
D
C
E
D
C
B
E
E
D
E
D
E
D
E
D
D
E
E
E
B
E
C
E
D
E
E
C
D
E
D
GG
1550
1201
1866
899
2383
2592
1153
1408
1220
1715
2005
707
2404
2388
2258
1525
1418
1034
2463
1602
1059
751
2715
2383
1718
2289
1694
2459
1668
2502
2083
1885
2623
2472
2227
772
2560
1324
2324
1415
2139
2466
994
1943
2755
1413
θe (°C)
θm, e (°C)
0
0
2
0
5
5
0
0
2
0
2
5
5
5
5
0
2
2
5
0
3
5
5
5
2
2
0
5
0
5
2
0
5
3
5
3
5
0
3
0
5
5
2
2
10
0
15,2
14,7
13,7
16,5
13,4
13,1
17,1
15,7
15,7
14,8
13,6
18,5
13,7
13,9
13,3
14,9
16,6
18,2
12,8
14,6
16,6
18,0
12,1
12,8
16,1
13,2
15,0
12,2
15,2
13,4
13,4
14,5
12,6
12,5
12,1
18,1
12,7
17,0
12,7
16,3
13,6
13,3
18,4
14,0
11,9
14,2
(segue)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
51
(seguito tabella 20.15)
Provincia
SR
SS
SV
TA
TE
TN
TO
TP
TR
TS
TV
UD
VA
VB
VC
VE
VI
VR
VT
VV
Comune
Siracusa
Sassari
Savona
Taranto
Teramo
Trento
Torino
Trapani
Terni
Trieste
Treviso
Udine
Varese
Verbania
Vercelli
Venezia
Vicenza
Verona
Viterbo
Vibo Valentia
Alt.
Zona
17
225
4
15
265
194
239
3
130
2
15
113
382
197
130
1
39
59
326
426
B
C
D
C
D
E
E
B
D
D
E
E
E
E
E
E
E
D
D
D
GG
799
1185
1481
1071
1834
2567
2617
810
1650
1929
2378
2323
2652
2426
2751
2345
2371
2068
1989
1586
θe (°C)
θm, e (°C)
5
2
0
0
0
12
8
5
2
5
5
5
5
5
7
5
5
5
2
3
18,2
16,1
15,8
17,1
14,3
15,9
12,4
18,2
15,2
14,6
13,4
13,6
10,5
13,1
12,4
13,8
13,2
13,7
14,8
15,0
Fase 2. Identificazione delle zone riscaldate e di quelle non riscaldate, alle prime
vengono assegnati i valori di temperatura interna di progetto (θint)(39) in funzione
della tipologia di locale (24 °C per i bagni e 20 °C per soggiorni, camere da letto
ecc.). Tali valori possono essere desunti sempre dall’appendice NA, dal DPR 412 e
da regolamenti locali (tab. 20.16).
Tab. 20.16 Temperature interne di progetto
Tipo di locale dell’edificio
Ufficio singolo
Uffici a spazio aperto
Sala conferenze
Auditorium
Bar - ristorante
Aule scolastiche
Scuola materna
Asilo nido
Supermercato
Locali di abitazione
Bagni
Chiese
Musei - gallerie
(39)
Temperatura interna di progetto (°C)
20
20
20
20
20
20
20
22
16
20
24
15
16
Si ipotizza che la temperatura operante e la temperatura dell’aria interna abbiano lo stesso
valore.
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52
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Fase 3. In questa fase bisogna desumere i seguenti dati dall’edificio:
Vi volume d’aria interno di ogni ambiente, espresso in m3
Ak area di ciascun elemento dell’edificio, espresso in m2
Uk trasmittanza termica di ciascun elemento dell’edificio, espressa in W/(m2 K)
Ψ trasmittanza termica lineare di ciascun ponte termico lineare, espressa in W/(m K)
L lunghezza di ciascun ponte termico lineare, espressa in metri.
Il calcolo della trasmittanza termica (valore U) degli elementi dell’edificio deve
essere eseguito facendo riferimento alle condizioni al contorno e alle caratteristiche
dei materiali, definite e raccomandate nelle norme EN (tab. 20.17).
Tab. 20.17 Parametri e riferimenti normativi per la determinazione
del coefficiente U
Simbolo e
unità di misura
Definizione del parametro
Riferimento alla norma
UNI corrispondente
Rsi (m2 K W1)
Resistenza termica superficiale interna
UNI EN ISO 6946
W1)
Resistenza termica superficiale esterna
UNI EN ISO 6946
Rse
(m2
K
λ (W m1 K1)
Conduttività termica (materiali omogenei):
– determinazione dei valori dichiarati e
di progetto (procedimento)
UNI EN ISO 10456
– valori di progetto tabulati (valori cautelativi)
UNI EN 12524
– tipi di terreno
UNI EN ISO 13370
– posizione e condizioni di umidità locali
norme nazionali
(in funzione del Paese)
R (m2 K W1)
Resistenza termica di materiali (non) omogenei UNI EN ISO 6946
Ra
(m2
K
W1)
Resistenza termica di strati d’aria o cavità:
– strati d’aria non ventilati, leggermente ventilatiUNI EN ISO 6946
e ben ventilati
UNI EN ISO 10077-1
– in finestre accoppiate e doppie
U (W m2 K1)
Trasmittanza termica:
– metodo generale di calcolo
– finestre, porte (valori calcolati e tabulati)
– telai (metodo numerico)
– vetrate
ψ (Wm1K1)
Trasmittanza termica lineare (ponti termici):
– calcolo dettagliato (numerico, 3 dimensioni) UNI EN ISO 10211
– calcolo semplificato
UNI EN ISO 14683
χ (W/K)
Trasmittanza termica puntiforme
(ponti termici, 3 dimensioni)
UNI EN ISO 6946
UNI EN ISO 10077-1
UNI EN ISO 10077-2
UNI EN 673
UNI EN ISO 10211-1
Fase 4. Per la determinazione del coefficiente di dispersione termica per ventilazione, si utilizzano le seguenti quantità, come appropriate:
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
53
nmin tasso di ventilazione esterna minimo orario (h1)
n50 tasso orario di ventilazione con una differenza di pressione di 50 Pa tra interno
ed esterno (h1)
Vinf portata d’aria per infiltrazione dovuta a mancanza di tenuta dell’involucro dell’edificio, tenendo conto del vento e dell’effetto camino (m3/s)
VSu portata d’aria di rinnovo (m3/s)
Vex portata d’aria di estrazione (m3/s)
ηV rendimento del sistema di recupero del calore sull’aria di estrazione.
La scelta delle dimensioni dell’edificio utilizzate deve essere chiaramente specificata. Quali che siano le dimensioni scelte, devono essere incluse le dispersioni
attraverso l’intera area delle pareti esterne. Possono essere utilizzate le dimensioni
interne, esterne o interne totali secondo la UNI EN ISO 13789, ma le dimensioni dell’edificio scelte devono essere chiaramente specificate e mantenute invariate per l’intera esecuzione del calcolo. Occorre notare che la UNI EN ISO 13789 non contempla l’approccio ambiente per ambiente.
La dispersione termica totale di progetto, φ, è calcolata come segue:
φ φT,i φV,i
(W)
(20.10)
dove:
φT,i dispersione termica di progetto per trasmissione per lo spazio riscaldato (W);
φV,i dispersione termica di progetto per ventilazione per lo spazio riscaldato (W).
La dispersione termica di progetto per trasmissione è calcolata come segue:
φT,i (HT,ie HT,iue HT,ig HT,ij) (θint,i θe)
(W)
(20.11)
HT,ie è il coefficiente di dispersione termica per trasmissione dallo spazio riscaldato i verso l’esterno (e) attraverso l’involucro dell’edificio (W/K);
HT,iue Ak Uk ek ψi li ei
k
i
(W/K)
(20.12)
dove:
Ak area dell’elemento k dell’edificio, espressa in m2
ek, ei fattori di correzione per l’esposizione, che tengono conto di influssi climatici
quali la diversa insolazione, l’assorbimento di umidità degli elementi dell’edificio, la velocità del vento e la temperatura, a condizione che tali influssi non
siano già stati considerati nella determinazione dei valori di U (EN ISO 6949);
tali valori sono contenuti nella tabella 20.18
Uk trasmittanza termica dell’elemento k dell’edificio espressa in W/(m2 K)(40)
li
lunghezza del ponte termico lineare i tra l’interno e l’esterno (m)
ψ
trasmittanza termica lineare del ponte termico(41)
(40)
La trasmittanza termica è calcolata per gli elementi opachi secondo la UNI EN ISO 6949,
per gli elementi trasparenti secondo la UNI EN ISO 10077-1.
(41)
Per valutazione di massima usare la norma UNI EN ISO 14683, oppure per calcoli più rigorosi la UNI EN ISO 10211-2.
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54
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Tab. 20.18 Fattore di esposizione ek ed ei
Fattore di esposizione ek ei
N
1,20
NE
1,20
E
1,25
SE
1,10
S
1,00
SO
1,05
O
1,10
NO
1,15
HT,iue è il coefficiente di dispersione termica per trasmissione dallo spazio riscaldato (i) verso l’esterno (e) attraverso lo spazio non riscaldato (u), espresso in W/K.
Tale parametro viene moltiplicato per un fattore di riduzione della temperatura che
tiene conto della differenza tra la temperatura dello spazio non riscaldato e la temperatura esterna di progetto.
HT,iue Ak Uk bu ψi li bu
k
i
(W/K)
(20.13)
dove bu è il fattore di riduzione della temperatura(42) che tiene conto della differenza
tra la temperatura dello spazio non riscaldato e la temperatura esterna di progetto.
Tale fattore può essere determinato in tre modi differenti.
Se si conosce la temperatura dello spazio non riscaldato θu nelle condizioni di progetto, se è specificata o calcolata, bu è dato da:
θint θu
bu –––––––––
θint,i θe
(20.14)
Hue
bu –––––––––
Hiu Hue
(20.15)
Se non è nota θu allora:
dove:
Hiu coefficiente di dispersione termica dello spazio riscaldato i allo spazio non
riscaldato u (W/K), considerando sia le dispersioni termiche per trasmissione
sia quelle di ventilazione dello spazio stesso;
Hue coefficiente di dispersione termica dello spazio non riscaldato u all’esterno e
(W/K), considerando sia le dispersioni termiche per trasmissione (esterno e terreno) sia quelle di ventilazione dello spazio stesso (tra lo spazio non riscaldato
e l’esterno).
In alternativa si possono utilizzare i valori riportati nella tabella 20.19.
(42)
Il fattore di riduzione può essere determinato.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
55
Tab. 20.19 Fattore di riduzione bu per il calcolo delle dispersioni attraverso
vani non riscaldati
Tipo di vano
bu
Locali/numero di pareti del vano non riscaldato rivolte verso l’ambiente esterno:
– con una parete esterna
– senza serramenti esterni e con almeno due pareti esterne
– con serramenti esterni e con almeno due pareti esterne (per esempio garage)
– con tre pareti esterne (per esempio vani scala esterni)
0,4
0,5
0,6
0,8
Cantine:
– senza finestre/serramenti esterni
– con finestre/serramenti esterni
0,5
0,8
Sottotetti:
– il tasso di ventilazione del sottotetto è elevato, (per esempio tetti
ricoperti con tegole o altri materiali di copertura non a tenuta)
senza rivestimento con feltro o assito
– altri tetti non isolati
– tetti isolati
1,0
0,9
0,7
Disimpegni interni (senza muri esterni; ricambio d’aria minore di 0,5 vol/h)
0
Disimpegni ventilati (aperture/volume 0,005 m /m )
1,0
Solette sospese (soletta sopra vespaio)
0,8
2
3
HT,ig è il coefficiente di dispersione termica per trasmissione verso il terreno, in
condizioni di regime permanente, dallo spazio riscaldato i verso il terreno(43) g (W/K):
HT,ig fg1 fg2
冢
A
k
k
冣
Uequiv,k Gw
(W/K)
(20.16)
dove:
fg1 fattore di correzione che tiene conto dell’influenza della variazione annuale della
temperatura esterna, pari a 1,45
fg2 fattore di riduzione della temperatura, che tiene conto della differenza tra la temperatura esterna media annuale e la temperatura esterna di progetto, dato da:
θint,i θm,e
fg2 –––––––––––
θint,i θe
(20.17)
Ak
area dell’elemento dell’edificio k a contatto con il terreno (m2)
Uequiv,k trasmittanza termica equivalente dell’elemento k dell’edificio, determinata
in funzione della tipologia del pavimento (su terreno, interrato oppure su
vespaio aerato) (W m2 K1)
(43)
La norma prevede un metodo semplificato per la determinazione del tasso di dispersione termica verso il terreno, rimanda alla norma UNI EN ISO 13370, “Prestazione termica degli edifici - Trasferimento di calore attraverso il terreno - Metodi di calcolo” per il calcolo dettagliato.
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56
GW
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
fattore di correzione che tiene conto dell’influenza dell’acqua del sottosuolo. Se la distanza tra la falda freatica considerata e il livello del pavimento
del seminterrato (soletta del pavimento) è minore di 1 m, si deve tenere conto
di tale influenza.
Il fattore può essere calcolato secondo la EN ISO 13370 e deve essere determinato su base nazionale. In assenza di valori nazionali si applicano i
seguenti valori:
– 1,00 se la distanza tra la falda freatica considerata e la soletta del pavimento è maggiore di 1 m;
– 1,15 se la distanza tra la falda freatica considerata e la soletta del pavimento è minore di 1 m.
HT,ij è il coefficiente di dispersione termica per trasmissione dallo spazio riscaldato i a uno spazio adiacente j riscaldato a una temperatura significativamente diversa,
per esempio uno spazio riscaldato adiacente all’interno della porzione di edificio o
uno spazio riscaldato di una porzione di edificio adiacente, espresso in W/K, ma non
afferente allo stesso impianto termico:
HT,ij fij Ak Uk
k
(W/K)
(20.18)
dove:
fij fattore di riduzione della temperatura che tiene conto della differenza tra la temperatura dello spazio adiacente e la temperatura esterna di progetto, dato da:
θint,i θspazio riscaldato
fij ––––––––––––––––––
θint,i θe
(20.19)
Ak area dell’elemento k dell’edificio (m2)
Uk trasmittanza termica dell’elemento k dell’edificio in W/(m2K).
In assenza di valori nazionali della temperatura degli spazi riscaldati adiacenti, si
applicano i valori predefiniti riportati nella tabella 20.20.
Tab. 20.20 Temperatura degli spazi riscaldati adiacenti
Calore trasferito dallo spazio riscaldato i a:
ambiente adiacente all’interno della stessa
porzione di edificio
θspazio adiacente °C
θspazio adiacente deve essere specificato:
– per esempio, per bagno, magazzino
– per esempio, influenza del gradiente
di temperatura verticale
ambiente adiacente appartenente a un’altra
porzione di edificio (per esempio,
appartamento)
(θint,i θint,J)/2
ambiente adiacente appartenente a un edificio
separato (riscaldato o non riscaldato)
θme intesa come la temperatura esterna
media annuale
Nota: i valori riportati nella tabella 20.20 possono comprendere informazioni sull’effetto dei
gradienti di temperatura verticali.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
57
La dispersione termica di progetto per ventilazione φV,i per uno spazio riscaldato i
è calcolata come segue:
φV,i Vi ρ cp (θint,i θe)
(W)
(20.20)
dove:
HV,i coefficiente di dispersione termica di progetto per ventilazione (W/K)
Vi
portata d’aria dello spazio riscaldato i (m3/s)
ρ
densità dell’aria a θint,i (kg/m3)
cp
capacità termica specifica dell’aria a θint,i, in kJ/(kg K).
θint,i temperatura interna di progetto dello spazio riscaldato i (K)
θe
temperatura esterna di progetto in gradi centigradi (K)
Il procedimento di calcolo per la determinazione della relativa portata d’aria Vi
dipende dal caso considerato, vale a dire con o senza sistema di ventilazione:
– nel caso di sistemi privi di sistema di ventilazione meccanica la portata di ventilazione sarà uguale alla portata d’aria per infiltrazione dovuta alle caratteristiche
di permeabilità dell’involucro e al contesto in cui si trova l’edificio;
– nel caso invece di utilizzo di un sistema di ventilazione meccanica, la portata d’aria sarà data dalla sommatoria della portata d’aria per infiltrazione e della portata
d’aria immessa ai fini della qualità dell’aria.
L’aria di rinnovo non deve necessariamente avere le caratteristiche termiche dell’aria esterna, per esempio nei casi in cui:
– viene immessa tramite l’utilizzo di sistemi di recupero di calore;
– quando l’aria esterna è preriscaldata a livello centrale;
– quando l’aria di rinnovo proviene da spazi adiacenti.
In tutti questi casi si applica un fattore di riduzione che tiene conto della differenza
tra la temperatura dell’aria di rinnovo e la temperatura esterna di progetto. Bisogna evidenziare che nel calcolo questo fattore va a ridurre la portata di aria immessa dall’impianto, tale riduzione serve solo per determinare la potenza termica necessaria per portare l’aria alle condizioni di progetto. La portata d’aria immessa ai fini della qualità dell’aria è pari al valore della portata immessa non corretta dal fattore di riduzione.
Fase 5. Gli spazi riscaldati in modo intermittente richiedono una potenza di ripresa, per ottenere la temperatura interna di progetto richiesta, dopo il periodo di inattività dell’impianto, entro un tempo determinato. La potenza di ripresa dipende dai
seguenti fattori:
– capacità termica degli elementi dell’edificio;
– tempo di ripresa del riscaldamento;
– calo di temperatura durante il periodo di inattività;
– caratteristiche del sistema di regolazione.
La potenza di ripresa può non essere sempre necessaria, per esempio se:
– il sistema di regolazione è in grado di eliminare il periodo di inattività nei giorni
più freddi;
– è possibile ridurre le dispersioni termiche (perdite per ventilazione) durante il
periodo di inattività.
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58
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
La potenza di ripresa può essere determinata in modo dettagliato mediante procedimenti di calcolo dinamico.
Nei casi seguenti è possibile utilizzare un metodo di calcolo semplificato, per determinare la potenza di ripresa richiesta per il generatore di calore e per i corpi scaldanti:
– per edifici residenziali:
il periodo di inattività(44) (notturna) non è maggiore di 8 h;
la costruzione dell’edificio non è leggera (per esempio, struttura in legno);
– per gli edifici non residenziali:
il periodo di inattività non è maggiore di 48 h (interruzione di fine settimana);
il periodo di occupazione durante i giorni lavorativi è maggiore di 8 h al giorno;
la temperatura interna di progetto è compresa tra 20 °C e 22 °C.
La potenza di ripresa richiesta per compensare gli effetti del riscaldamento intermittente φRH,i in uno spazio riscaldato i è calcolata come segue:
φRH,i Ai fRH
(W)
(20.21)
dove:
Ai
area del pavimento dello spazio riscaldato i (m2)
fRH fattore di correzione dipendente dal tempo di riscaldamento successivo e dal
calo della temperatura interna previsto durante il periodo di inattività, espresso in W/m2. Questo fattore di correzione è indicato all’interno dell’appendice
nazionale della norma. Tali valori predefiniti non si applicano agli impianti di
riscaldamento con accumulo.
Fase 6. Il carico termico di progetto di una porzione entità di edificio o di un edificio, φHL, è calcolato come segue:
φHL Σ φT,i Σ φV,i Σ φRH,i
(W)
(20.22)
dove:
Σ φT,i somma delle dispersioni termiche per trasmissione di tutti gli spazi riscaldati, escluso il calore scambiato all’interno della porzione entità di edificio o
dell’edificio;
Σ φV,i dispersioni termiche per ventilazione di tutti gli spazi riscaldati, escluso il
calore scambiato all’interno della porzione entità di edificio o dell’edificio;
Σ φRH,i somma delle potenze di ripresa di tutti gli spazi riscaldati, richieste per compensare gli effetti del riscaldamento intermittente.
20.7 REQUISITI E DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI TERMICI
Il DPR 59 del 2 aprile 2009 al comma 5 dell’articolo 4 prescrive che gli impianti termici di nuova installazione devono essere dimensionati in modo da assicurare
(44) Si ricorda che il regime intermittente è disciplinato dal DPR n. 412 e successivi aggiornamenti.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
59
un rendimento globale medio stagionale dell’impianto termico ηg non inferiore al
valore:
ηg (75 3 log Pn) %
(20.23)
dove log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore o
dei generatori di calore al servizio del singolo impianto termico, espressa in kW.
Per i valori di Pn superiori di 1000 kW la formula precedente non si applica se la
soglia minima per il rendimento globale medio stagionale è pari a 84%.
Per potenza utile nominale [Pn] (cioè dichiarata e garantita dal costruttore in regime di funzionamento continuo) del generatore o del complesso dei generatori a servizio del singolo impianto termico; per potenze superiori a 350 kW la potenza utile
deve essere ripartita su almeno due generatori. Per potenza utile si intende quella trasferita nell’unità di tempo al fluido termovettore, pari, quindi, alla potenza termica al
focolare diminuita delle perdite al camino e attraverso l’involucro del generatore.
Per rendimento globale medio stagionale si intende il rapporto tra il fabbisogno
di energia termica utile e il corrispondente fabbisogno di energia primaria durante la
stagione di riscaldamento come mostrato dall’equazione 20.24 ed espressi entrambi
in kWh.
(Qh Qh,W)
ηg ––––––––––––
Qp,H
(20.24)
dove:
Qh
fabbisogno di energia termica utile, definita come la quantità di calore che
deve essere fornita o sottratta a un ambiente climatizzato per mantenere le
condizioni di temperatura desiderate durante un dato periodo di tempo;
Qh,W fabbisogno di energia termica per acqua calda sanitaria, definita come la
quantità di calore che deve essere fornita per riscaldare una quantità di acqua
alla temperatura desiderata;
Qp,H,W fabbisogno complessivo di energia primaria per il riscaldamento e acqua
calda sanitaria, definito come la quantità annua di energia primaria effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria sia per la climatizzazione invernale in condizioni climatiche e di uso standard dell’edificio
sia per la richiesta annua di acqua calda per usi igienico-sanitari determinata
sulla base dei fabbisogni di acqua calda.
Il rendimento globale medio stagionale risulta dal prodotto dei seguenti rendimenti medi stagionali:
– rendimento di generazione
ηgn
– rendimento di regolazione
ηrg
– rendimento di distribuzione
ηd
– rendimento di emissione
ηe
ηg ηgn ηrg ηd ηe
(20.25)
Ciascuno dei sottosistemi che compongono il sistema ha un proprio rendimento.
Ai fini della conversione dell’energia elettrica in energia primaria il valore di riferi© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
60
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
mento per la conversione tra kWh elettrici e MJ è definito con provvedimento dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas (AEEG), al fine di tener conto dell’efficienza media di produzione del parco termoelettrico, e suoi successivi aggiornamenti.
A livello nazionale, come specificato dal DPR 59, per quanto riguarda la determinazione sia dell’energia primaria sia dei rendimenti, bisogna riferirsi a quanto previsto dalla specifica tecnica UNI/TS 11300 parte 2. Tale specifica tecnica può essere utilizzata inoltre anche per i seguenti scopi:
1) valutare il rispetto di regolamenti espressi in termini di obiettivi energetici;
2) confrontare le prestazioni energetiche di varie alternative impiantistiche;
3) indicare un livello convenzionale di prestazione energetica in termini di consumo
di energia primaria degli edifici esistenti;
4) valutare il risparmio di interventi sugli impianti;
5) valutare il risparmio di energia utilizzando energie rinnovabili o altri metodi di
generazione;
6) prevedere le esigenze future di risorse energetiche su scala nazionale calcolando i
fabbisogni di energia primaria di tipici edifici rappresentativi del parco edilizio.
La specifica tecnica si applica a sistemi di nuova progettazione, ristrutturati o esistenti:
– per il solo riscaldamento;
– misti o combinati per riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria;
– per sola produzione acqua calda per usi igienico-sanitari.
Le suddette applicazioni trovano riscontro in diversi tipi di valutazione energetica, come di seguito classificati.
A) Valutazione di calcolo: prevede il calcolo del fabbisogno energetico e si differenzia in:
A1) valutazione di progetto: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati di progetto; per le modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio e dell’impianto si assumono valori convenzionali di riferimento; questa valutazione è eseguita in regime di funzionamento continuo;
A2) valutazione standard: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati relativi
all’edificio e all’impianto reale, come costruito; per le modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio e dell’impianto si assumono valori convenzionali di riferimento; questa valutazione è eseguita in regime di funzionamento continuo;
A3) valutazione in condizioni effettive di utilizzo: il calcolo viene effettuato sulla
base dei dati relativi all’edificio e all’impianto reale, come costruito; per le
modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio e dell’impianto si assumono valori effettivi di funzionamento (per esempio, in caso di diagnosi energetiche); questa valutazione è eseguita nelle condizioni effettive di intermittenza dell’impianto.
B) Valutazione basata sul rilievo dei consumi con modalità standard.
Ai fini di diagnosi energetica si può procedere con la valutazione A3) integrata
con il suddetto rilievo dei consumi. Le condizioni affinché i dati di consumo rile© Ulrico Hoepli Editore S.p.A.
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
61
vati possano essere correttamente utilizzati come valori di confronto sono:
– la definizione di criteri unificati per attribuire i consumi al periodo di tempo prefissato;
– modalità, anch’esse unificate, per convertire i consumi in portate volumetriche
o di massa e quindi in equivalenti energetici.
20.7.1 Fabbisogno ideale per il riscaldamento (Qh). Tale fabbisogno è riferito al funzionamento continuo, cioè al mantenimento di una temperatura interna
dell’edificio costante nel tempo. Il fabbisogno ideale di energia termica utile dell’edificio si calcola con i metodi della UNI EN ISO 13790 e della UNI/TS 11300
parte 1.
20.7.2 Fabbisogno effettivo per riscaldamento (Qhr). Tale fabbisogno, inteso
come la quantità di energia termica utile che deve essere immessa negli ambienti
riscaldati, deve tenere conto sia di fattori negativi quali:
a) maggiori perdite verso l’esterno dovute a una distribuzione non uniforme di temperatura dell’aria all’interno degli ambienti riscaldati (stratificazione);
b) maggiori perdite verso l’esterno dovute alla presenza di corpi scaldanti annegati
nelle strutture;
c) maggiori perdite dovute a una imperfetta regolazione dell’emissione del calore;
d) eventuale mancato sfruttamento di apporti gratuiti conteggiati nel calcolo di Qh,
che si traducono in maggiori temperature ambiente anziché riduzioni dell’emissione di calore;
e) sbilanciamento dell’impianto;
sia di fattori positivi, quali:
a) trasformazione in calore dell’energia elettrica impiegata nelle unità terminali.
Di conseguenza, l’energia termica utile effettiva Qhr ( Qd,out) la quale deve essere fornita dal sottosistema distribuzione, è:
Qhr Qh Ql,rg Ql,e Qaux,e,lrh
dove:
Qh
Ql,e
Ql,rg
Qaux,e,lrh
(Wh)
(20.26)
è il fabbisogno ideale netto;
sono le perdite totali di emissione;
sono le perdite totali di regolazione;
è l’energia termica recuperata dall’energia elettrica del sottosistema di
emissione.
Quando l’impianto prevede zone termiche(45) con terminali diversi e rispettivi
sistemi di regolazione ambiente, il fabbisogno energetico utile effettivo dell’edificio
risulta essere la somma di tutti i fabbisogni energetici utili delle singole zone termiche.
(45)
Si intende per zona termica la parte di ambiente climatizzato mantenuto a temperatura
uniforme attraverso lo stesso impianto di riscaldamento, raffrescamento o ventilazione.
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62
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
20.7.3 Fabbisogno di energia per la produzione di acqua calda sanitaria
(Qh,W). Tale fabbisogno, inteso come la quantità di energia termica richiesta per
riscaldare una quantità di acqua alla temperatura desiderata, risulta essere pari a:
Qh,W ρ c VW (θer θ0) G
(Wh)
i
(20.27)
dove:
ρ è la massa volumica dell’acqua (kg/m3);
c è il calore specifico dell’acqua pari a 1,162 (Wh/kg °C);
VW è il volume dell’acqua richiesta durante il periodo di calcolo (m3/d);
θer è la temperatura di erogazione [°C];
θ0 è la temperatura di ingresso dell’acqua fredda sanitaria [°C];
G è il numero dei giorni del periodo di calcolo [d].
I volumi di acqua calda sanitaria sono riferiti convenzionalmente ad una temperatura di erogazione di 40 °C e a una temperatura di ingresso di 15 °C. Il salto termico di riferimento ai fini del calcolo del fabbisogno di energia termica utile è, quindi, di 25 K. In caso siano disponibili i dati mensili di temperatura dell’acqua di alimentazione in relazione alla zona climatica e alla fonte di prelievo (acqua superficiale, acqua di pozzo ecc) in quanto messi a disposizione dall’ente erogatore o dall’Amministrazione Comunale, si devono usare tali dati.
Il volume si determina come il prodotto tra il fabbisogno giornaliero specifico (a)
espresso in L/d e il parametro che dipende dalla destinazione d’uso dell’edificio (Nu).
Per destinazioni d’uso residenziali il valore di Nu risulta essere pari alla superficie
utile (Su) dell’abitazione espressa in metri quadrati.
Tab. 20.21 Valori di a per edifici residenziali espressi in (L/d m2)
(tratti dalla UNI/TS 11300-2)
Fabbisogni
Calcolo in base al valore di Su per unità
immobiliare [m2]
200
Valore medio
riferito a
Su 80 m2
Su-0,2356
1,3
1,6
52,3
131,22 Su-0,2356
37,7
46,7
19,09
47,9 Su-0,2356
13,8
17,05
50
a
Fabbisogno equivalente di energia
termica utile [Wh/d m2]
Fabbisogno equivalente di energia
termica utile [kWh/m2 anno]
1,8
51-200
4,514 Per tutte le altre destinazioni d’uso come specificato dal DPR 412, la determinazione dei fabbisogni di acqua calda sanitaria deve essere effettuata su base mensile tenendo conto del consumo giornaliero e del numero di giorni/mese di occupazione.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
63
Tab. 20.22 Valori per destinazioni diverse dal residenziale
(tratti dalla UNI/TS 11300-2)
Tipo di attività
a
Hotel senza lavanderia
1 stella
2 stelle
3 stelle
4 stelle
40 L/d letto
50 L/d letto
60 L/d letto
70 L/d letto
Hotel con lavanderia
1 stella
2 stelle
3 stelle
4 stelle
50 L/d letto
60 L/d letto
70 L/d letto
80 L/d letto
Nu
Numero di letti e numero giorni mese
Numero di letti e numero giorni mese
Altre attività ricettive diverse
dalle precedenti
28 L/d letto
Numero di letti e numero giorni mese
Attività ospedaliera day hospital
10 L/d letto
Numero di letti
Attività ospedaliera con
pernottamento e lavanderia
90 L/d letto
Numero di letti
Scuole
Scuole materne e asili nido
–
15 L/d
Attività sportive/palestre
100 L/d
Uffici
Negozi
0,2
Numero di bambini
Per doccia installata
L/m2 d
–
Ristoranti
10 L/d
Numero di ospiti per numero di pasti
Catering e self service
4 L/d
Numero di ospiti per numero di pasti
20.7.4 Fabbisogno di energia primaria (Qp,H,W). I fabbisogni di energia degli
impianti, sotto forma di diversi vettori energetici, vengono convertiti in fabbisogno
complessivo di energia primaria.
In un determinato intervallo di calcolo, il fabbisogno globale di energia primaria
è dato da:
Qp,H,W QH,c,i fp,i QW,c,j fp,j (QH,aux QW,aux QINT,aux Qel,exp) fp,ei
(Wh)
(20.28)
dove:
QH,c,i è il fabbisogno di energia per riscaldamento ottenuto da ciascun vettore energetico i (combustibili, energia elettrica ecc.); nel caso di combustibili è dato
dalla quantità utilizzata per il potere calorifico inferiore, nel caso di energia
elettrica dalla quantità utilizzata;
fp,i
è il fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i;
QW,c,j è il fabbisogno di energia per acqua calda sanitaria ottenuto da ciascun vettore energetico j (combustibili, energia elettrica, ecc.); nel caso di combustibili
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64
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
è dato dalla quantità utilizzata per il potere calorifico inferiore, nel caso di
energia elettrica dalla quantità utilizzata;
QH,aux è il fabbisogno di energia elettrica per gli ausiliari degli impianti di riscaldamento;
QW,aux è il fabbisogno di energia elettrica per gli ausiliari degli impianti di produzione di acqua calda sanitaria;
QINT,aux è il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari di eventuali sistemi che utilizzano energie rinnovabili e di cogenerazione;
Qel,exp è l’energia elettrica esportata dal sistema (da solare fotovoltaico, cogenerazione);
fp,el
è il fattore di conversione in energia primaria dell’energia ausiliaria elettrica.
Per quanto riguarda i fattori di conversione diversi da quelli relativi a solare, biomasse e teleriscaldamento, sono indicati in una parte successiva in fase di elaborazione, in cui si demanda alla UNI/TS 11300 parte 4. Per i combustibili fossili tale
valore risulta pari a 1, per l’energia elettrica tale valore è deliberato dall’AEEG in
Tep/kWhel per anno in corso. Si assume come fattore di conversione da Tep/kWhel in
kWh primaria/kWh elettrici pari a 11,86 103.
È importante evidenziare che nel caso di impianti solo di riscaldamento o di sola
acqua calda sanitaria si considerano solo i termini relativi al sistema considerato.
20.7.5 Rendimenti e perdite dei sottosistemi di riscaldamento. Il bilancio di
un sottosistema viene definito come mostrato dalla figura 20.4.
Fig. 20.4 Bilancio di un sottosistema di riscaldamento.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
65
Il rendimento di un sottosistema generico ηX,y può essere determinato come segue,
a eccezione del sistema di generazione:
QX,y,out
ηX,y ––––––––––––––––––
QX,y,in fp,el QX,y,aux
(20.29)
dove:
QX,y,out è l’energia termica utile fornita in uscita dal sottosistema y per il servizio X
(per esempio, per il sottosistema di distribuzione del riscaldamento Q H,d,out);
QX,y,in è l’energia termica utile richiesta in ingresso dal sottosistema;
fp,el
è il fattore di conversione in energia primaria dell’energia ausiliaria elettrica;
QX,y,aux è l’energia elettrica degli ausiliari del sottosistema y per il servizio X.
Per il sistema di generazione utilizzante combustibili fossili:
QX,y,out
ηX,y ––––––––––––––––––
QX,y,in fp,el QX,y,aux
(20.30)
dove QX,gn,in è l’energia termica fornita dal combustibile.
20.7.5 Sottosistema di emissione ηe. Il fabbisogno termico teorico in condizioni
ideali viene soddisfatto con una quantità di energia termica, fornita dal terminale erogatore, leggermente superiore a causa della disuniformità di temperatura negli ambienti, per l’aumento delle dispersioni verso l’esterno provocato dallo stesso terminale
La geometria del locale influenza in modo determinante le perdite del sottosistema di emissione, infatti le tabelle 20.23 e 20.24 forniscono i valori del rendimento di
emissione sia quando l’altezza del locale è inferiore o compresa entro 4 metri, sia
quando risulta superiore a 4 metri.
Tab. 20.23 Rendimenti di emissione in locali di altezza inferiore a 4 metri
(tratti dalla UNI/TS 11300-2)
Tipo di terminale di erogazione
Carico termico medio annuo [W/m3(a)]
4
4-10
0,95
0,96
0,96
0,94
0,94
0,99
0,98
0,97
0,97
0,94
0,95
0,95
0,93
0,92
0,98
0,96
0,95
0,95
10
ηe
Radiatori su parete esterna isolata (*)
Radiatori su parete interna
Ventilconvettori (*) valori riferiti a tmedia acqua 45°C
Termoconvettori
Bocchette in sistemi ad aria calda (***)
Pannelli isolati annegati a pavimento
Pannelli annegati a pavimento (****)
Pannelli annegati a soffitto
Pannelli a parete
0,92
0,92
0,94
0,92
0,90
0,97
0,94
0,93
0,93
(segue)
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66
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
(seguito tabella 20.23)
(a) Il carico termico medio annuo, espresso in W/m3, è ottenuto dividendo il fabbisogno annuo
di energia termica utile espresso in Wh, calcolato secondo la UNI EN ISO 13790, per il tempo
convenzionale di esercizio dei terminali di emissione, espresso in ore, e per il volume lordo
riscaldato del locale o della zona, espresso in metri cubi.
(*)
Il rendimento indicato è riferito a una temperatura di mandata dell’acqua di 85 °C. Per parete riflettente, si incrementa il rendimento di 0,01. In presenza di parete esterna non isolata (U
0,8 W/m2 K) si riduce il rendimento di 0,04. Per temperatura di mandata dell’acqua 65
°C si incrementa il rendimento di 0,03.
(**) I consumi elettrici non sono considerati e devono essere calcolati separatamente.
(***) Per quanto riguarda i sistemi di riscaldamento ad aria calda i valori si riferiscono a impianti con:
– griglie di ripresa dell’aria posizionate a un’altezza non maggiore di 2,00 m rispetto al livello del pavimento;
– bocchette o diffusori correttamente dimensionati in relazione alla portata e alle caratteristiche del locale;
– corrette condizioni di funzionamento (generatore di taglia adeguata, corretto dimensionamento della portata di aspirazione;
– buona tenuta all’aria dell’involucro e della copertura.
(****)
I dati forniti non tengono conto delle perdite di calore non recuperate dal pavimento verso
il terreno; queste perdite devono essere calcolate separatamente e utilizzate per adeguare il
valore del rendimento.
Tab. 20.24 Rendimenti di emissione in locali di altezza inferiore a 4 metri
(tratti dalla UNI/TS 11300-2)
Carico termico (W/m3)
Descrizione
4
10
4-10
Altezza del locale
6
Generatore d’aria calda singolo a
basamento o pensile
Aerotermi ad acqua
Generatore d’aria calda singolo pensile
a condensazione
Strisce radianti ad acqua, a vapore, a
fuoco diretto
Riscaldatori ad infrarossi
Pannelli a pavimento annegati (*)
Pannelli a pavimento (isolati)
10
14
6
10
14
6
10
14
0,97 0,96 0,95 0,95 0,94 0,93 0,93 0,92 0,91
0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92 0,92 0,91 0,90
0,98 0,97 0,96 0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92
0,99
0,98
0,98
0,99
0,98
0,97
0,97
0,98
0,97
0,96
0,96
0,97
0,97
0,96
0,96
0,97
0,97
0,96
0,96
0,97
0,96
0,95
0,95
0,96
0,96
0,95
0,95
0,96
0,96
0,95
0,95
0,96
0,95
0,94
0,95
0,95
(*) I dati forniti non tengono conto delle perdite di calore non recuperate dal pavimento verso
il terreno; queste perdite devono essere calcolate separatamente ed utilizzate per adeguare il
valore del rendimento.
Si deve considerare che per i locali di altezza superiore a 4 metri il rendimento di
emissione non dipende solo dal carico termico annuale ma dalla tipologia e dalle
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
67
caratteristiche tecniche del componente, dalle modalità di installazione e dalle caratteristiche stesse dell’edifico.
Infatti la tabella 20.25 fornisce le indicazioni per una corretta installazione.
Tab. 20.25 Condizioni di corretta installazione (solo per locali con altezza
superiore a 4 metri) (tratte dalla UNI/TS 11300-2)
Tipologia di sistema
Condizioni di corretta installazione
Generatori aria calda
– salto termico 30 °C in condizioni di progetto;
– regolazione modulante o alta bassa fiamma, con ventilatore
funzionante in continuo;
– generatori pensili installati ad un’altezza non maggiore di 4 m;
– per impianti canalizzati, bocchette di ripresa dell’aria in
posizione non maggiore di 1 m rispetto al livello del pavimento;
– buona tenuta all’aria dell’involucro e della copertura (in
particolare) dello spazio riscaldato.
Strisce radianti
– apparecchi rispondenti alla UNI EN 14037;
– buona tenuta all’aria dell’involucro e della copertura (in
particolare) dello spazio riscaldato.
Pannelli radianti
– sistemi dimensionati e installati secondo la UNI EN 1264-3 UNI
EN 1264-4.
La perdita di energia termica del sistema di emissione viene determinata come
indicato nell’equazione 20.31:
1 ηe
Ql,e Qh ––––––––
ηe
(Wh)
(20.31)
I fabbisogni di energia elettrica del sistema di emissione sono definiti nella tabella 20.26 e sono da utilizzare in mancanza di dati da parte del costruttore.
Tab. 20.26 Fabbisogni elettrici terminali di emissione (tratti dalla UNI/TS 11300-2)
Categoria di terminali
Tipologie
Fabbisogni elettrici unitari
Terminali privi di
ventilatori con emissione
del calore per convezione
naturale ed irraggiamento
Radiatori, convettori,
strisce radianti, pannelli
isolati dalle strutture ed
annegati nelle strutture
Nulli
Terminali di erogazione per
immissione di aria calda
Bocchette e diffusori
in genere
Si considerano compresi nella
distribuzione dell’aria
Terminali di erogazione
ad acqua con ventilatore
a bordo (emissione
prevalente per convezione
forzata)
Ventilconvettori, convettori
Portata d’aria
Pot. elettrica
(*) W
ventilati, apparecchi in
m3/h
genere con ventilatore
3
Fino a 200 m /h
40
ausiliario
Da 200 a 400 m3/h
50
Da 400 a 600 m3/h
60
(segue)
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68
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
(seguito tabella 20.26)
Categoria di terminali
Tipologie
Generatori d’aria calda
non canalizzati (**)
Generatori pensili
- Generatori a basamento
- Roof top
Fabbisogni elettrici unitari
Portata d’aria
m3/h
Pot. elettrica
(*) W
1500
2500
3000
4000
6000
8000
90
170
250
350
700
900
(*)
Valori da utilizzare in mancanza di dati forniti dal fabbricante.
Nel caso di generatori canalizzati il fabbisogno di energia elettrica del ventilatore deve essere compreso nella distribuzione.
Tutti i consumi elettrici si considerano recuperati come energia termica utile all’interno dell’ambiente considerato, tale contributo è già incluso nei valori della tabella 20.26.
(**)
20.7.6 Sottosistema di regolazione ηrg. Un sistema di regolazione che risponde
male e/o in ritardo rispetto alle richieste genera oscillazioni della temperatura interna, con conseguente aumento della potenza dispersa rispetto a quella teorica definibile in base a una temperatura interna costante.
La sola regolazione di centrale, per esempio con compensazione climatica, non è
sufficiente per garantire un elevato rendimento di regolazione, in quanto non consente un soddisfacente recupero degli apporti gratuiti. I valori proposti all’interno
della tabella 20.27 sono basati su una quota fissa di riferimento di perdita degli
apporti gratuiti, che presuppone una regolazione in funzione del locale più sfavorito
Tab. 20.27 Rendimenti di regolazione (tratti dalla UNI/TS 11300-2)
Tipi di regolazione Caratteristiche
Sistemi a bassa
inerzia termica
Sistemi ad elevata inerzia termica
Radiatori,
Pannelli integrati Pannelli annegati
convettori
nelle strutture
nelle strutture
ventilconvettori,
edilizie e
edilizie e non
strisceradianti
disaccoppiati
disaccoppiati
ed aria calda
termicamente
termicamente
Solo Climatica (compensazione con
sonda esterna)
Solo ambiente
con regolatore
On off
PI o PID
P banda prop. 0,5 °C
P banda prop. 1 °C
P banda prop. 2 °C
1 - (0,6 ηu γ )
0,98 - (0,6 ηu γ )
0,94 - (0,6 ηu γ )
0,94
0,99
0,98
0,97
0,95
0,92
0,97
0,96
0,95
0,93
0,88
0,93
0,92
0,91
0,89
(segue)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
69
(seguito tabella 20.27)
Tipi di regolazione Caratteristiche
Sistemi a bassa
inerzia termica
Sistemi ad elevata inerzia termica
Radiatori,
Pannelli integrati Pannelli annegati
convettori
nelle strutture
nelle strutture
ventilconvettori,
edilizie e
edilizie e non
strisceradianti
disaccoppiati
disaccoppiati
ed aria calda
termicamente
termicamente
Climatica
ambiente
con regolatore
On off
PI o PID
P banda prop. 0,5 °C
P banda prop. 1 °C
P banda prop. 2 °C
0,97
0,995
0,99
0,98
0,97
0,95
0,99
0,98
0,97
0,96
0,93
0,97
0,96
0,95
0,94
Solo zona
con regolatore
On off
PI o PID
P banda prop. 0,5 °C
P banda prop. 1 °C
P banda prop. 2 °C
0,93
0,995
0,99
0,98
0,94
0,91
0,99
0,98
0,97
0,92
0,87
0,97
0,96
0,95
0,88
Climatica
zona
con regolatore
On off
PI o PID
P banda prop. 0,5 °C
P banda prop. 1 °C
P banda prop. 2 °C
0,96
0,995
0,98
0,97
0,96
0,94
0,98
0,97
0,96
0,95
0,92
0,96
0,95
0,94
0,93
γ rapporto apporti/perdite.
ηu fattore di utilizzo degli apporti definito nella UNI/TS 11300-1.
Non vi sono consumi elettrici per tale sottosistema.
20.7.6 Sottosistema di distribuzione ηd. Tiene conto delle perdite di energia termica della rete di distribuzione verso l’esterno e, quindi, non utilizzabile dagli
ambienti. La determinazione di questo rendimento non è semplice, in quanto bisogna conoscere lo sviluppo della rete, le caratteristiche della relativa coibentazione, la
natura (tipologia di zone riscaldate o non) e le temperature dei locali attraversati dalla
rete, la temperatura del fluido termovettore convogliato ecc.
La UNI/TS 11300 parte 2 prevede tre approcci per la determinazione delle perdite:
– mediante il ricorso a dati precalcolati ricavati da prospetti in base alle principali
caratteristiche del sottosistema (fare riferimento al prospetto 21 della specifica
tecnica);
– mediante il metodo semplificato descritto all’interno dell’appendice A della specifica tecnica);
– mediante metodi analitici decritti dalle norme pertinenti (per esempio le UNI EN
15316).
Nel caso di valutazioni energetiche di progetto deve essere effettuato il calcolo
delle perdite di distribuzione utilizzando il secondo e terzo metodo sopra descritto.
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70
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Qualora si utilizzasse il primo metodo il valore delle perdite di distribuzione è
descritto dall’equazione 20.32:
1 ηd
Ql,d Qhr ––––––––
ηd
(Wh)
(20.32)
Il fabbisogno di energia elettrica per la distribuzione del fluido termovettore QPO,d
mediante l’utilizzo di elettropompe è dato dall’equazione 20.33:
QPO,d 103 tPO Fv WPO,d
(Wh)
(20.33)
dove:
WPO,d è la potenza elettrica della pompa nelle condizioni di progetto (W);
tPO
è il tempo convenzionale di attivazione della pompa e varia a seconda che la
pompa abbia un regime di funzionamento continuo o legato al fattore di carico;
Fv
è un fattore che tiene conto della variazione di velocità della pompa; se questa ha velocità costante è pari a 1, se invece ha velocità variabile (inverter) è
pari a 0,6;
Tale calcolo deve essere effettuato per ciascuna pompa presente nella rete ed è
necessario sommare i fabbisogni elettrici risultanti. Non vengono considerate ai fini
del consumo le pompe di riserva, non attive ma presenti nel circuito.
Si considera solo una quota pari all’85% di QPO,d come energia termica recuperata all’interno del fluido termovettore.
Nel caso in cui non si disponesse della potenza elettrica della pompa di circolazione, la specifica tecnica fornisce una metodologia alternativa, mostrata dall’equazione 20.34:
(ρ V Hidr)
–––––––––––
367,2
(Wh) (20.34)
WPO,d –––––––––––
ηPO
dove
ρ
V
Hidr
ηPO
massa volumica del fluido (kg/dm3) assunta pari a 1;
portata di acqua (dm3/h);
prevalenza richiesta (m);
della pompa: valori di default di tale rendimento possono essere tratti dal prospetto 27 della specifica tecnica e variano in funzione della potenza idraulica
della pompa.
20.7.7 Sottosistema di accumulo. Nel caso in cui l’impianto di riscaldamento
sia dotato di serbatoio di accumulo, le perdite di tale sottosistema vengono determinate come mostrato nell’equazione 20.35:
Ss
Ql,Ws –––
(θs θa) ts λs
ds
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(Wh)
(20.35)
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
dove:
Ss
ds
λs
ts
θs
θa
71
superficie esterna dell’accumulo (m2);
spessore dello strato isolante (m);
conduttività dello strato isolante (W/m K);
durata del periodo considerato (h);
temperatura media nell’accumulo (°C);
temperatura ambiente del locale di installazione dell’accumulo (°C).
Qualora sia disponibile il valore della dispersione termica dell’apparecchio Kboll
(W/K) dichiarato dal costruttore, le perdite sono calcolate con l’equazione 20.36:
Ql,W,s kboll (θs θa) ts
(Wh)
(20.36)
Nel caso di apparecchi elettrici, il valore delle perdite nominali (statiche) è dichiarato dal costruttore secondo la CEI EN 60379.
20.7.8 Sottosistema di generazione ηgn. Il sottosistema di generazione può
essere deputato a fornire energia non solo per il riscaldamento degli ambienti ma
anche per la produzione di acqua calda sanitaria. In tal caso il fabbisogno totale di
energia (Qp,H,W) sarà comprensivo dei due contributi: il primo per il riscaldamento
(Qp,H) e il secondo per la produzione di acqua calda sanitaria (Qp,W), come mostrato
dall’equazione 20.37:
Qp,H,W Qp,H Qp,W
(Wh)
(20.37)
Le perdite di generazione dipendono non solo dalle caratteristiche del generatore di calore, ma sono fortemente influenzate anche dalle modalità di inserimento del generatore nell’impianto e, in particolare, dal suo dimensionamento rispetto
al fabbisogno dell’edificio, dalle modalità di installazione e dalla temperatura dell’acqua (media e/o di ritorno al generatore) nelle condizioni di esercizio (medie
mensili).
La specifica tecnica prevede la determinazione del rendimento di generazione
mediamente due metodologie:
– mediante l’utilizzo di prospetti contenenti valori precalcolati per le tipologie più
comuni di generatori di calore in base al dimensionamento e alle condizioni d’installazione (si rimanda al prospetto 23 della UNI/TS11300-2);
– mediante metodi di calcolo analitici.
Il metodo semplificato utilizzante valori precalcolati dei prospetti di cui si rimanda alla specifica tecnica UNI/TS11300-2, evidenzia le forti variazioni di rendimento
determinate dal dimensionamento del generatore e dalle condizioni d’installazione e
di esercizio indicate nei prospetti.
Il discostamento dalle condizioni di utilizzo dei prospetti prevede l’utilizzo del
metodo analitico per la determinazione del rendimento di generazione. (tale metodologia è presente all’interno dell’appendice B della specifica tecnica che riporta due
metodologie per la determinazione del rendimento di generazione, la prima basata
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72
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
sui rendimenti dichiarati ai sensi della Direttiva 92/42/CEE, la seconda invece sull’utilizzo di una metodologia analitica.
L’utilizzo dell’equazione 20.38 per la determinazione delle perdite di generazione, impone l’utilizzo dei valori precalcolati contenuti all’interno del prospetto 23
della specifica tecnica (calcolati con il metodo analitico, assumendo valori medi dei
parametri d’ingresso, per quanto attiene sia la potenza termica nominale e le caratteristiche dei generatori, sia le condizioni d’installazione). Tali valori andranno corretti con determinati fattori che tengono conto del rapporto tra la potenza del generatore installato e la potenza di progetto richiesta, la tipologia di installazione se interna
o esterna, l’altezza del camino per l’evacuazione dei prodotti della combustione, la
temperatura media di caldaia maggiore di 65 °C in condizioni di progetto, la tipologia di generatore, la presenza di sistemi di chiusura dell’aria comburente e la temperatura di ritorno in caldaia nel mese più freddo.
Risulta inoltre necessario all’interno della relazione di calcolo indicare la metodologia di calcolo utilizzata per la determinazione del rendimento di generazione.
1 ηgn
Ql,gn (Qhr Ql,d) ––––––––
ηgn
(Wh)
(20.38)
Per quanto concerne le potenze elettriche dei generatori di calore si rimanda ai
valori dichiarati dai costruttori o, ai fini del calcolo del rendimento di generazione, si
dovranno calcolare con i dati di default contenuti nell’appendice B.2.8 della
UNI/TS11300-2.
20.7.9 Fabbisogno di energia elettrica dei sottosistemi impiantistici. Il fabbisogno di energia elettrica di un impianto di riscaldamento è espresso da:
QH,aux Qaux,e Q aux,d Q aux,gn
dove:
QH,aux
Qaux,e
Qaux,d
Qaux,gn
(Wh/periodo considerato)
(20.39)
fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari;
fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di emissione;
fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di
distribuzione;
fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di produzione.
Il fabbisogno è espresso in Wh per stagione di riscaldamento (per mese, per anno)
per un determinato edificio. Il fabbisogno può essere espresso come:
– energia elettrica;
– corrispondente energia primaria determinata con il relativo fattore di conversione.
(i)
Il fabbisogno di energia elettrica degli ausiliari può essere determinato:
in sede di progettazione dell’impianto; in tal caso il fabbisogno QH,aux viene calcolato in base ai dati di progetto dell’impianto, ai dati dei componenti e alle
modalità di regolazione, gestione ed esercizio previste;
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
73
(ii) con misure sull’impianto una volta effettuati il bilanciamento e la regolazione
dell’impianto;
(ii) con metodi di calcolo basati su parametri di riferimento, utilizzabili su impianti esistenti.
20.8 FABBISOGNO GLOBALE DI ENERGIA ED ENERGIA PRIMARIA
PER IL RISCALDAMENTO DEGLI EDIFICI
Di tutto il pacchetto normativo (circa 40 norme) preparato dal CEN a seguito del
mandato 343 “Energy Performace of Buildings Directive” della Comunità Europea
in attuazione della Direttiva 2002/91/CE, conosciuto come EPBD, la norma EN ISO
13790(46) è una delle più importanti per l’espletamento della procedura di certificazione energetica, in quanto permette la determinazione del fabbisogno di energia
richiesto per il riscaldamento e raffrescamento degli edifici siano essi residenziali
sia non.
Viene descritta nel paragrafo 20.8.1 l’ultima versione pubblicata dall’UNI, dal titolo “Prestazione termica degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento”, successivamente nel paragrafo 20.8.2 sono descritte le
caratteristiche principali del recepimento italiano della UNI EN ISO 13790 con la specifica tecnica UNI/TS 11300 parte 1, intitolata “Determinazione del fabbisogno di
energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale”.
20.8.1 UNI EN ISO 13790-2008. La revisione della UNI EN ISO 13790(47) ha
portato notevoli modifiche rispetto alla versione precedente, in particolare nei seguenti punti:
– nell’intero documento i riferimenti e le equazioni che erano stati stabiliti per la
modalità di riscaldamento sono stati variati e ampliati per estenderli anche al processo di raffrescamento;
– nell’intero documento tutti i testi che valevano solo per calcoli di tipo mensile o
stagionale sono stati modificati per permettere anche un calcolo di tipo orario oltre
che mensile e stagionale;
– la struttura del documento è stata adattata per uniformare l’uso comune delle procedure, le condizioni e i dati di input indipendentemente dal metodo di calcolo
adottato;
– è stato aggiunto un metodo di calcolo mensile e stagionale per il raffrescamento
simile a quello della UNI EN ISO 13790 del 2005 per il riscaldamento.
La figura 20.5 è interessante in quanto mostra, seppur a livello macroscopico, la
procedura di calcolo utilizzata dalla norma e i collegamenti ai vari livelli con gli altri
standard.
(46)
“Energy Performance of Buildings – Calculation of Energy use for space heating and cooling”.
(47) L’entrata in vigore il 5 giugno 2008 della UNI EN ISO 13790 ha abrogato e sostituito la
UNI EN 82; maggiori informazioni sono disponibili nel sito UNI.
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74
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
Fig. 20.5 Diagramma di flusso delle procedure di calcolo e collegamenti con gli
altri standard.
Di seguito vengono elencati i dati in ingresso necessari e i risultati forniti dalla
norma.
I principali dati in ingresso sono:
– caratteristiche di trasmissione e ventilazione;
– fonti di calore interne e caratteristiche di soleggiamento;
– dati climatici;
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
75
– descrizione dei parametri geometrici dell’edificio, dei suoi componenti, del sistema e del loro utilizzo;
– parametri di comfort (temperatura di set-point, tassi di ventilazione);
– parametri riferiti ai sistemi di riscaldamento, raffrescamento, acqua calda sanitaria, ventilazione e illuminazione:
- divisione dell’edifico in diverse zone (differenti sistemi possono richiedere differenti zone);
- energie perse o dissipate, recuperabili o recuperate nell’edificio (apporti gratuiti interni, recupero di calore dalla ventilazione);
- portate d’aria e temperatura dell’aria immessa dal sistema di ventilazione
all’interno degli ambienti (se preriscaldata o preraffrescata a livello centrale);
- controlli e manutenzione.
I principali output sono:
– fabbisogni di energia annuali e mensili per il riscaldamento e raffrescamento degli
ambienti;
– impieghi di energia annuali e mensili per il riscaldamento e raffrescamento degli
spazi;
– durata dei periodi di riscaldamento e raffrescamento, riguardanti l’utilizzo dell’energia e dell’energia ausiliaria dipendente dalla tipologia di impianti presenti
all’interno dell’edificio.
Gli output addizionali sono:
– valori mensili del fabbisogno di energia e del suo utilizzo;
– valori mensili dei principali componenti del bilancio energetico del sistema edificio-impianto (ad esempio ventilazione, trasmissione, apporti gratuiti interni,
apporti solari);
– contributo degli apporti solari passivi;
– perdite dell’impianto (dovute all’impianto di riscaldamento, raffrescamento, acqua
calda sanitaria, ventilazione e illuminazione), recuperate all’interno dell’edifico.
Procedura di calcolo. La struttura principale della metodologia di calcolo é riportata di seguito.
1. Scelta della metodologia di calcolo.
2. Definizione delle condizioni al contorno degli spazi condizionati e non.
3. Se richiesto, definizione delle condizioni al contorno delle varie zone termiche
presenti.
4. Definizione delle condizioni interne dei locali e dei dati climatici esterni.
5. Calcolo del periodo di riferimento e delle zone dell’edificio, con successiva determinazione dell’energia richiesta per il riscaldamento e raffrescamento.
6. Aggregazione dei risultati ottenuti per i diversi timestep e le differenti zone servite dallo stesso impianto, calcolo dell’energia utilizzata per riscaldare e raffrescare, tenendo conto del calore dissipato dal sistema di riscaldamento e condizionamento. Aggregazione dei risultati per differenti zone dell’edificio asservite da
diversi impianti.
7. Determinazione del periodo di riscaldamento e raffrescamento.
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76
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
8. Può essere deciso a livello nazionale, in funzione del tipo di applicazione e del
tipo di edificio, di esigere che il calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento venga eseguito in più fasi, per esempio per tener conto
delle interazioni tra l’edificio e il sistema o tra le zone adiacenti.
Non si analizzerà tutta la procedura di calcolo, per la quale si rimanda a una lettura completa della norma, verranno invece evidenziate le caratteristiche salienti del
metodo semplificato.
La norma propone al progettista la scelta tra due metodologie principali di calcolo:
– un metodo semplificato che basa il bilancio termico del sistema edificio-impianto su un calcolo di tipo mensile oppure stagionale che permette di tenere in conto
gli effetti dinamici grazie al fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti;
– un metodo dinamico che basa il bilancio termico del sistema edificio-impianto
su un calcolo orario, tenendo conto del calore rilasciato e assorbito dalla massa
dell’edificio.
La coerenza dei risultati dei sopraccitati metodi è garantita da descrizioni e procedure comuni, dalle condizioni al contorno e dai dati in ingresso.
Il metodo semplificato in realtà prevede altri tre metodi, differenti in funzione dell’impostazione del calcolo e se su base mensile o stagionale oppure su base oraria.
Occorre fare attenzione al fatto che la metodologia mensile fornisce risultati coerenti su base annua, ma i risultati dei singoli mesi a cavallo dell’inizio o della fine del
periodo di riscaldamento o di raffrescamento possono a volte contenere errori.
Le procedure di calcolo suggerite dalla norma in discussione sono riferite esclusivamente al riscaldamento e raffrescamento sensibile.
L’energia utilizzata per la umidificazione/deumidificazione deve essere determinata tramite l’utilizzo delle norme EN 15243 e EN 15241.
Nella norma EN ISO 13790 è previsto che nello stesso edificio vi possano essere
più zone con temperature interne diverse, di conseguenza per ciascuna zona verrà
calcolato il fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento. È possibile utilizzare un’unica zona termica se vengono rispettate le seguenti prescrizioni:
– la differenza di set point della temperatura di riscaldamento tra i vari ambienti non
deve essere superiore a 4 K;
– gli ambienti considerati devono essere o tutti o nessuno meccanicamente raffrescati e la differenza di temperatura di set point tra i vari ambienti deve essere inferiore a 4 K;
– quando esiste un sistema di ventilazione con le caratteristiche specificate dalla
normativa vigente (si veda figura 20.5) o quando almeno l’80% della superficie
climatizzata è servita dallo stesso impianto di ventilazione (la regola dell’80% è
stata introdotta per agevolare le situazioni in cui sono presenti piccoli ambienti
che sono serviti da differenti sistemi di ventilazione);
– il carico di ventilazione degli ambienti serviti, espresso in metri cubi per unità di
superficie e per unità di tempo, non differisce di più di un fattore 4 entro l’80%
della superficie del pavimento oppure le porte tra le zone devono essere considerate sempre aperte.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
77
Se una o più di queste prescrizioni non sono rispettate allora l’edificio deve essere suddiviso in diverse zone termiche.
Per ogni zona dell’edificio e per ogni fase di calcolo (mensile o stagionale) l’energia richiesta per riscaldare l’edificio, in regime continuo, è pari a:
QHnd,cont QH,ht ηH,gn QH,hg
(MJ)
(20.40)
dove:
QHnd,cont energia necessaria per mantenere le condizioni di comfort all’interno degli
ambienti in regime continuo (MJ)
QH,ht
calore totale trasferito per il riscaldamento, determinato dalla somma del
calore ceduto per trasmissione (Qtr) e del calore ceduto per ventilazione (Qve)
QH,hg
apporti gratuiti totali, determinati dalla somma degli apporti gratuiti interni
(Qint) e degli apporti solari (Qsol) (MJ);
ηH,gn
fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti, adimensionale
L’energia richiesta per il raffrescamento, anch’essa espressa in MJ, è pari a:
QC,nd,cont QC,hg ηC,ls QC,ht
(MJ)
(20.41)
Le procedure per la determinazione del fabbisogno di calore, sia per il riscaldamento, sia per il raffrescamento, risultano essere simili, di conseguenza viene qui
presentato un solo metodo.
Si ricorda che in regime estivo, il calore latente non viene considerato nella procedura di calcolo.
Il calore ceduto per trasmissione Qtr è composto dalla sommatoria dei coefficienti di trasmissione del calore attraverso le pareti (HD), attraverso il terreno (Hg), verso
ambienti non riscaldati (HU) e verso ambienti riscaldati adiacenti, ma appartenenti
allo stesso impianto termico. Il tutto moltiplicato per la differenza tra la temperatura
di set-point per il riscaldamento (θint.set,H) e la temperatura esterna (θe) e per il periodo t di riscaldamento, come mostrato nell’equazione (20.42):
Qtr (HD Hg HU HA) (θint,set,H θe) t
(MJ)
(20.42)
Il calore ceduto per ventilazione è dato da:
Qve ρa ca (Σk bve,k qve,k,m,n)
(MJ)
(20.43)
ρa ca caratteristica fisica dell’aria pari a 1200 J/(m3 K)
qve,k,mn portata d’aria media (m3 s)
bve,k
fattore di correzione della temperatura dell’aria, risulta essere diverso da uno
quando la temperatura dell’aria immessa non è uguale alla temperatura dell’aria esterna ed è dovuto a un trattamento termico o a un recupero di calore
che l’aria in ingresso subisce.
La revisione della UNI EN ISO 13790, per quanto riguarda le portate d’aria minime in assenza di impianto, ha tolto il riferimento a 0,3 h1 presente nella versione del
2005, ma rimanda alla norma EN 15251 inerente alla qualità dell’aria.
L’adozione di tale norma porta a ottenere un numero di ricambi orari superiore o
uguale a 0,5 h1 in assenza di impianto.
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78
CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
I guadagni termici, cioè gli apporti di calore (Qint), sono il parametro con cui si indica qualsiasi quantità di calore generato da fonti interne nello spazio riscaldato eccetto
che dall’impianto di riscaldamento, quindi il calore metabolico prodotto dagli occupanti o quello derivante dall’impiego di apparecchiature, per esempio le lampade.
Per gli scopi della norma sono utilizzabili valori medi sia mensili sia stagionali;
in questi casi l’equazione di riferimento è la seguente:
Qint dove:
φint,mn,k
φint,mn,u,I
btr,I
t
冦
φ 冧 t 冦
(1 b
int,mn,k
k
I
tr,I)
冧
φint,mn,u,I t
(MJ)
(20.44)
potenza media degli apporti interni nello spazio riscaldato
potenza media degli apporti interni negli spazi non riscaldati contigui
fattore di riduzione definito dalla EN ISO 13789
durata del periodo di riscaldamento j
L’altro contributo di apporti gratuiti è dovuto agli apporti solari (Qsol), che dipendono dall’orientamento dell’edificio, dalle superfici di raccolta, dalla presenza di
ombreggiature permanenti, dall’insolazione normalmente disponibile nella località
interessata, dal fattore di trasmissione solare delle superfici trasparenti e dalle caratteristiche di assorbimento delle superfici soleggiate. Queste ultime sono generalmente i pavimenti, le pareti interne di spazi soleggiati e le pareti poste dietro coperture trasparenti o isolanti trasparenti.
Il metodo di calcolo proposto è riassunto nell’equazione 20.45, in cui il primo termine riguarda lo spazio riscaldato, mentre il secondo riguarda gli spazi non riscaldati
ad esso contigui:
Qsol 冦
φ
k
冧 t 冦
(1 b
sol,mn,k
I
tr,I)
冧
φsol,mn,u,I t
(MJ)
(20.45)
In ogni termine della prima sommatoria si tiene conto della potenza entrante
dovuta al sole, mentre nella seconda si tiene conto della potenza solare entrante negli
spazi adiacenti non condizionati.
La norma precisa anche un metodo di calcolo per la valutazione della superficie
di raccolta efficace per valutare il fattore di trasmissione solare delle superfici trasparenti e dei coefficienti di correzione per ombreggiatura, dovuti a tendaggi o a elementi speciali.
Fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti
Le dispersioni termiche e gli apporti termici sono calcolati per ciascun periodo di calcolo e per ognuno di essi il fabbisogno di energia termica dello spazio riscaldato è
dato dall’equazione (20.39).
Quando la temperatura media esterna è più alta della temperatura di progetto si
pongono Qtr e η pari a 0.
È particolarmente importante la trattazione di η, fattore di riduzione degli apporti gratuiti, che è stato introdotto nel bilancio energetico complessivo per tenere conto
del comportamento dinamico dell’edificio.
Per comprendere il significato di η è necessario considerare altri due fattori, ossia
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
79
γ, rapporto tra apporti gratuiti e dispersioni, e τ, costante di tempo che caratterizza
l’inerzia termica interna dello spazio riscaldato. Essi sono così definiti:
Qg
γ ––––
Qtr
e
C
τ ––––
H
(20.46)
dove C è la capacità termica interna dell’edificio. La norma fornisce un metodo di
calcolo per valutare C, sostanzialmente come somma delle capacità termiche dei singoli elementi dell’edificio, con alcune limitazioni, per tener conto del fatto che non
tutta la massa dell’edificio partecipa ai fenomeni di accumulo di energia termica che
si manifestano nell’utilizzo corrente dell’edificio stesso.
H è definito come il coefficiente di dispersione termica dell’edificio.
Ai fini del calcolo è di particolare importanza il fattore di utilizzazione degli
apporti gratuiti, calcolato come segue:
1 γ aH
se γ ≠ 1 allora η –––––––––––
1 γ aH1
aH
se γ 1 allora η ––––––––
aH 1
2]
(20.47)
1
se γ 0 allora η –––
γ
In particolare a è un parametro numerico che dipende dalla costante di tempo.
Appendici
La norma è corredata da una serie di undici appendici di cui si riportano brevemente i contenuti. Le prime sei, sino alla lettera F, sono di tipo normativo, mentre le successive sono di tipo informativo.
Appendice A: fornisce un elenco di normative di riferimento.
Appendice B: riguarda un metodo di calcolo per edifici multizonali, di tipo mensile, considera anche gli scambi termici tra zone a temperature diverse.
Appendice C: fornisce una metodologia di calcolo per il metodo orario semplificato.
Appendice D: suggerisce una metodologia di calcolo alternativa per quanto
riguarda il calcolo mensile in regime estivo.
Appendice E: le indicazioni contenute in questa appendice si applicano alle pareti progettate per catturare l’energia solare e denominate pareti solari ventilate esterne o interne.
Appendice F: presenta dati climatici.
Appendice G: metodo semplificato e dati di input standard.
Appendice H: stabilisce l’accuratezza del metodo.
Appendice I: presenta spiegazione e derivazione del fattore di utilizzazione mensili e stagionali.
Appendice J: contiene esempio di calcolo del metodo orario semplificato e del
metodo mensile.
Appendice K: fornisce diagrammi di flusso e procedure di calcolo.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
20.8.2 UNI/TS 11300 parte 1. Come menzionato nei paragrafi precedenti, il
DPR 59 all’articolo 3 comma 1 definisce che per quanto previsto dall’articolo 4,
comma 1 lettere a) e b), del decreto legislativo per le metodologie di calcolo delle
prestazioni energetiche degli edifici, si devono adottare le norme tecniche nazionali,
definite nel contesto delle norme EN a supporto della Direttiva 2002/91/CE, della
serie UNI/TS 11300 e loro successive modificazioni.
Come visto nel paragrafo 20.8.1 la UNI EN ISO 13790 2008 presenta una serie di
metodi di calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento
ambiente di un edificio e dell’influenza delle perdite degli impianti di riscaldamento e
raffrescamento, del recupero termico e dell’utilizzo delle fonti di energia rinnovabile.
Il campo di applicazione della UNI/TS 11300 parte 1, di seguito semplicemente
specifica tecnica, prevede 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;
5) prevedere le esigenze future di risorse energetiche su scala nazionale o internazionale, calcolando i fabbisogni di energia di tipici edifici rappresentativi del
parco edilizio.
La specifica tecnica definisce le modalità per l’applicazione nazionale della UNI
EN ISO 13790 2008 con riferimento al metodo mensile per il calcolo del fabbisogno
di energia per il riscaldamento (QH,nd) e per il raffrescamento (QC,nd). Inoltre è rivolta a tutte le modalità di valutazione previste nella tabella 20.28.
Tab. 20.28 Campo di applicazione della specifica tecnica
(estratta dalla UNI/TS 11300-1)
Tipo di valutazione
Uso
Dati di ingresso
Clima
Edificio
Scopo della
valutazione
di Progetto
(Design rating)
Standard
Standard
Progetto
Permesso di costruire
Certificazione o Qualificazione
energetica del progetto
Standard
(Asset rating)
Standard
Standard
Reale
Certificazione o Qualificazione
energetica
Adattata all’utenza
(Tailored rating)
In funzione dello scopo
Reale
Ottimizzazione, Validazione,
Diagnosi e programmazione
di interventi di riqualificazione
La determinazione dei fabbisogni di energia latente non rientra nello scopo della
UNI EN ISO 13790, ma viene presa in considerazione dalle norme che forniscono
metodi per determinare l’efficienza dei sistemi di climatizzazione (UNI EN 15316,
UNI EN 15241, UNI EN 15243).
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
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L’edificio può avere diverse zone termiche a differenti temperature di regolazione
e può avere un riscaldamento intermittente. I possibili intervalli di calcolo sono
diversi: l’anno, il mese, l’ora.
Per dati di ingresso e per particolareggiati procedimenti di calcolo non forniti
dalla UNI EN ISO 13790, il progettista può fare riferimento ad altre norme internazionali o nazionali. In particolare questo vale per il calcolo dell’efficienza o delle perdite di calore degli impianti di riscaldamento.
Come visto in precedenza, la UNI EN ISO 13790 prevede la possibilità di eseguire il calcolo dei fabbisogni di energia termica per il riscaldamento e il raffrescamento
dell’edificio mediante metodi dettagliati di simulazione, che consentono di tenere adeguatamente conto dei fenomeni dinamici. L’utilizzo di tali metodi, opportunamente
validati in conformità alla UNI EN 15265, è da ritenersi sempre possibile, e in alcuni
casi preferibile, in alternativa al metodo mensile a cui la specifica tecnica si riferisce,
una volta che sono disponibili dati climatici orari della località considerata.
Dati di ingresso necessari per la determinazione del fabbisogno di energia
a) Dati relativi alle caratteristiche tipologiche dell’edificio
I dati di ingresso relativi alle caratteristiche tipologiche dell’edificio comprendono:
– il volume lordo dell’ambiente climatizzato (Vl);
– il volume interno (o netto) dell’ambiente climatizzato (V);
– la superficie utile (o netta calpestabile) dell’ambiente climatizzato (Af );
– le superfici di tutti i componenti dell’involucro e della struttura edilizia (A);
– le tipologie e le dimensioni dei ponti termici (l)(48);
– gli orientamenti di tutti i componenti dell’involucro edilizio;
– le caratteristiche geometriche di tutti elementi esterni (altri edifici, aggetti ecc.)
che ombreggiano i componenti trasparenti dell’involucro edilizio.
b) Dati relativi alle caratteristiche termiche e costruttive dell’edificio
I dati relativi alle caratteristiche termiche e costruttive dell’edificio comprendono:
– le trasmittanze termiche dei componenti dell’involucro edilizio (U)(48);
– le capacità termiche areiche dei componenti della struttura dell’edificio (κ);
– le trasmittanze di energia solare totale dei componenti trasparenti dell’involucro
edilizio (g);
– i fattori di assorbimento solare delle facce esterne dei componenti opachi dell’involucro edilizio (αsol,c);
– le emissività delle facce esterne dei componenti dell’involucro edilizio (ε);
– i fattori di riduzione della trasmittanza di energia solare totale dei componenti
trasparenti dell’involucro edilizio in presenza di schermature mobili (Fsh);
– i fattori di riduzione dovuti al telaio dei componenti trasparenti dell’involucro
edilizio (1 FF);
– i coefficienti di trasmissione lineare dei ponti termici (ψ).
(48) Per le finestre dotate di chiusure oscuranti, occorre conoscere i valori della trasmittanza termica nelle due configurazioni: chiusura oscurante aperta e chiusura oscurante chiusa.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
c) Dati climatici
I dati climatici comprendono:
– le medie mensili delle temperature esterne (θe);
– l’irradianza solare totale media mensile sul piano orizzontale (Isol,h);
– l’irradianza solare totale media mensile per ciascun orientamento (Isol).
d) Dati relativi alle modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio
I dati relativi all’utenza comprendono:
– la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento (θint,set,H);
– la temperatura interna di regolazione per il raffrescamento (θint,set,C);
– il numero di ricambi d’aria (n);
– il tipo di ventilazione (aerazione, ventilazione naturale, ventilazione artificiale);
– il tipo di regolazione della portata di ventilazione (costante, variabile);
– la durata del periodo di raffrescamento (NC);
– la durata del periodo di riscaldamento (NH);
– il regime di funzionamento dell’impianto di climatizzazione;
– le modalità di gestione delle chiusure oscuranti;
– le modalità di gestione delle schermature mobili;
– gli apporti di calore interni (Qint).
e) Divisione in zone termiche
Prima di cominciare a determinare i fabbisogni di energia termica bisogna considerare che il sistema edificio-impianto può essere costituito di uno o più edifici
(involucri edilizi) o di porzioni di edificio, climatizzati attraverso un unico sistema di generazione centralizzato o autonomo.
In linea generale, ogni porzione di edificio, climatizzata a una determinata temperatura con identiche modalità di regolazione, costituisce una zona termica.
A titolo di esempio si prendano diverse unità immobiliari servite da un unico
generatore, aventi proprie caratteristiche di dispersione ed esposizione. Queste
possono costituire altrettante zone termiche.
Si può evitare di zonizzare l’edificio se sussistono le seguenti condizioni:
i. le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non
oltre 4 K;
ii. gli ambienti non sono raffrescati o comunque le temperature interne di regolazione per il raffrescamento differiscono di non oltre 4 K;
iii. gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di riscaldamento;
iv. se vi è un impianto di ventilazione meccanica, almeno l’80% dell’area climatizzata è servita dallo stesso impianto di ventilazione con tassi di ventilazione
nei diversi ambienti che non differiscono di un fattore maggiore di 4.
È possibile che la zonizzazione relativa al riscaldamento differisca da quella relativa al raffrescamento. Inoltre i confini da considerare per definire il volume lordo
climatizzato sono le dimensioni esterne dell’involucro, mentre per definire i confini
tra zone termiche si utilizzano le superfici di mezzeria degli elementi divisori.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
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Procedure di calcolo. La procedura di calcolo proposta dalla specifica tecnica
comprende i seguenti passi:
1) definizione dei confini dell’insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell’edificio;
2) definizione dei confini delle diverse zone di calcolo, se richiesta;
3) definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al
clima esterno;
4) calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell’edificio, dei fabbisogni di energia termica per il riscaldamento (QH,nd) e il raffrescamento (QC,nd);
5) aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone servite dagli
stessi impianti.
I fabbisogni di energia termica per riscaldamento e raffrescamento si calcolano,
per ogni zona dell’edificio e per ogni mese, come mostrato dalle equazioni 20.48 e
20.49:
QH,nd QH,ht ηH,gn Qgn (QH,tr QH,ve) ηH,gn (Qint Qsol) (20.48)
QC,nd Qgn ηC,ls QC,ht (Qint Qsol) ηC,ls (QC,tr QC,ve)
dove:
QH,nd
QC,nd
QH,ht
QC,ht
QH,tr
QC,tr
QH,ve
QC,ve
Qgn
Qint
Qsol
ηH,gn
ηC,ls
(20.49)
fabbisogno ideale di energia termica dell’edificio per riscaldamento;
fabbisogno ideale di energia termica dell’edificio per raffrescamento;
scambio termico totale nel caso di riscaldamento;
scambio termico totale nel caso di raffrescamento;
scambio termico per trasmissione nel caso di riscaldamento;
scambio termico per trasmissione nel caso di raffrescamento;
scambio termico per ventilazione nel caso di riscaldamento;
scambio termico per ventilazione nel caso di raffrescamento;
apporti termici totali;
gli apporti termici interni;
apporti termici solari;
fattore di utilizzazione degli apporti termici;
fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche.
Calcolo degli scambi termici. Per ogni zona dell’edificio e per ogni mese, gli
scambi termici si calcolano con le seguenti equazioni.
Nel caso di riscaldamento:
QH,tr Htr, adj (θint,set,H θe) t 冦
Fr,k Φr,mn,k冧 t
(20.50)
QH,ve Hve,adj (θint,set,H θe) t
(20.51)
k
Nel caso di raffrescamento:
QC,tr Htr, adj (θint,set,C θe) t 冦
Fr,k Φr,mn,k冧 t
k
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(20.52)
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
QC,ve Hve,adj (θint,set,C θe) t
(20.53)
dove:
Htr,adj
coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura internoesterno;
Hve,adj coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura internoesterno;
θint,set,H temperatura interna di regolazione per il riscaldamento della zona considerata;
θint,set,C temperatura interna di regolazione per il raffrescamento della zona considerata;
θe
temperatura media mensile dell’ambiente esterno;
Fr,k
fattore di forma tra il componente edilizio k-esimo e la volta celeste;
Φr,mn, k extra-flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste
dal componente edilizio k-esimo, mediato sul tempo(49);
t
durata del mese considerato.
Il calcolo dei coefficienti di scambio termico per trasmissione HD, Hg, HU, HA è
effettuato secondo le UNI EN ISO 13789:2008 e UNI EN ISO 13370, e secondo
quanto riportato nel paragrafo 11 della specifica tecnica.
Il calcolo di Fr,k e Φr,mn,k è effettuato secondo quanto riportato nella UNI EN ISO
13790.
I coefficienti globali di scambio termico si ricavano come:
Htr,adj = HD + Hg + HU + HA
(trasmissione)
(20.54)
Hve,adj ρa ca 冦
bve,k qve,k,mn冧 (ventilazione)
(20.55)
k
dove:
HD
coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente
esterno;
Hg
coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno;
HU
coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso gli ambienti non
climatizzati;
HA
coefficiente di scambio termico per trasmissione verso altre zone (interne o
meno all’edificio) climatizzate a temperatura diversa;
ρa ca capacità termica volumica dell’aria, pari a 1200 J/(m3 K);
(49) Nella presente specifica tecnica, a differenza della UNI EN ISO 13790 2008, l’extra-flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste viene considerato come un
incremento dello scambio termico per trasmissione invece che come una riduzione degli apporti termici solari.
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CALCOLO DEL FABBISOGNO TERMICO
85
qve,k,mn portata mediata sul tempo del flusso d’aria k-esimo;
bve,k fattore di correzione della temperatura per il flusso d’aria k-esimo (bve,k 苷⬆
1 se la temperatura di mandata non è uguale alla temperatura dell’ambiente
esterno, come nel caso di preriscaldamento, preraffrescamento o di recupero
termico dell’aria di ventilazione).
La portata mediata sul tempo del flusso d’aria k-esimo, qve,k,mn, espressa in m3/s,
si ricava come:
qve,k,mn fve,t,k qve,k
(20.56)
dove:
qve,k portata sul tempo del flusso d’aria k-esimo;
fve,t,k frazione di tempo in cui si verifica il flusso d’aria k-esimo (per una situazione permanente: fve,t,k 1).
La determinazione di bve,k, qve,k e fve,t,k è effettuata secondo la UNI EN ISO 13790.
Calcolo degli apporti interni. Il calcolo deve essere svolto per ogni zona dell’edificio e per ogni mese; gli apporti termici si calcolano con le equazioni 20.57 e
20.58:
Qint 冦
Φint,mn,k冧 t 冦
(1 btr,l)Φint,mn,u,l冧 t
(20.57)
Qsol 冦
Φsol,mn,k冧 t 冦
(1 btr,l)Φsol,mn,u,l冧 t
(20.58)
k
k
l
l
dove le due sommatorie si riferiscono rispettivamente ai flussi entranti/generati nella
zona climatizzata e negli ambienti non climatizzati, e inoltre:
btr,l
fattore di riduzione per l’ambiente non climatizzato avente la sorgente di
calore interna l-esima oppure il flusso termico l-esimo di origine solare;
Φint,mn,k flusso termico prodotto dalla k-esima sorgente di calore interna, mediato
sul tempo;
Φint,mn,u,l flusso termico prodotto dalla l-esima sorgente di calore interna nell’ambiente non climatizzato adiacente u, mediato sul tempo;
Φsol,mn,k flusso termico k-esimo di origine solare, mediato sul tempo;
Φsol,mn,u,l flusso termico l-esimo di origine solare nell’ambiente non climatizzato
adiacente u, mediato sul tempo.
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