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Efficienza energetica delledificio Involucro - Impianti Marco Citterio Enea – TER ENE SIST Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti.

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Presentazione sul tema: "Efficienza energetica delledificio Involucro - Impianti Marco Citterio Enea – TER ENE SIST Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti."— Transcript della presentazione:

1 Efficienza energetica delledificio Involucro - Impianti Marco Citterio Enea – TER ENE SIST Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti

2 Obiettivi Uno degli obiettivi principali assegnati alla progettazione architettonica è garantire condizioni di comfort a costi economici ed energetici accettabili Gli impianti suppliscono a necessità che non possono essere soddisfatte con mezzi naturali

3 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Il controllo del microclima interno può essere ottenuto per mezzo dellinterazione fra: misure passive (concernenti principalmente variabili architettoniche, morfologiche e tecnologiche) misure attive (correlate agli impianti tecnologici) I sistemi attivi e passivi dovrebbero essere bilanciati al fine di ottenere le condizioni di comfort ottimali utilizzando la giusta quantità di energia e risorse.

4 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Approccio alla definizione di Edificio Sostenibile STEP 1: Riduzione della domanda di energia STEP 2: Ricorso alle Energie Rinnovabili STEP 3: Conversione efficiente della energia fossile Energy demand Isolamento termico, tenuta allaria, recupero di calore, sistemi di schermatura solare etc. Sole, pompe di calore, vento, biomasse Caldaie, Illuminazione ed elettrodomestici ad alta efficienza

5 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Bilancio energetico delledificio Q aux =Q le +Q lv -Q gs -Q gi

6 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Bilancio energetico delledificio Q aux =Q ge +Q gv +Q gs +Q gi

7 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Un involucro efficiente si ottiene attraverso… La riduzione del trasferimento di calore attraverso l'involucro (elevati Uvalue) La riduzione delle infiltrazioni (infissi a tenuta) Laumento dei guadagni solari in inverno e la loro riduzione in estate (orientamento e aperture)

8 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Involucro Lefficienza di un edificio dipende innanzitutto dalle caratteristiche dellinvolucro: È necessario un corretto bilanciamento di isolamento, massa termica, superfici vetrate ed elementi schermanti

9 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Potreste dire in quale clima si trovano questi edifici? Caldo secco Subtropicale Freddo

10 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Britomart Station (2003) Auckland Design: Mario Madayag Architects, JASMAX Architects

11 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Isolamento termico Trasmittanza termica (U) quantità termica di calore dispersa per unità di superficie (W/m2 °K) Resistenza termica (R=1/U) è determinata dal rapporto fra lo spessore e la conduttività del materiale ( espressa in W/m°K) R=s/

12 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Trasmittanza termica delle strutture opache verticali

13 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Trasmittanza termica delle strutture opache orizzontali o inclinate

14 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Trasmittanza termica delle chiusure trasparenti

15 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Conduttività di riferimento e conduttività termica di calcolo Il valore di conduttività riportato nelle schede tecniche è quella di riferimento, ottenuta in laboratorio. I valori effettivi in esercizio sono ben diversi, a causa delle manipolazioni e della non corretta messa in opera. La norma UNI fornisce i valori dei principali materiali edilizi indicando una percentuale di maggiorazione (m %) al fine di ottenere la conduttività termica di calcolo

16 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Valori di e m dei principali materiali isolanti Lana di roccia m (%) Feltri300,04510 Pannelli semirigidi35 – 550,044 – 0,04010 Pannelli rigidi80 – 1250,039 – 0,03810 Materie plastiche Polietilene espanso ,05 - 0,04820 Non reticolato500,0620 Reticolato500,05820 Polistirene espanso ,036 – 0,04110 Poliuretano in lastre250, , , ,03245 Poliuretano espanso370,03550

17 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Valori di e m dei principali materiali isolanti Riempimenti m (%) Argilla espansa2800, , ,120 Fibre di cellulosa320,058 Perlite espansa1000,066 Polistirolo espanso150,054 Vermiculite espansa800, ,082 Ciottoli e pietre15000,70 Ghiaia grossa17001,20 Sabbia secca17000,60

18 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Sistemi innovativi di isolamento termico: i VIP (pannelli termoisolanti sottovuoto) L'isolamento termico con pannelli sottovuoto è una tecnologia relativamente nuova capace di apportare un gran progresso nel settore Conduttività termica dei pannelli, 10 volte inferiore rispetto a quella dei migliori materiali termoisolanti convenzionali Variabile tra 0,004 e 0,008 W/m K. Un pannello sottovuoto dello spessore di 5 cm equivale ad uno strato di polistirolo di 40 cm

19 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti VIP: come sono fatti Sono composti di un nucleo (pannello) di materiale nanoporoso (silice pirogena o aerogel) resistente alla pressione, dal quale è stata evacuata l'aria I pannelli hanno una durata di vita che, secondo la qualità dei teli e della saldatura, dovrebbe superare almeno i 20 anni. Il nucleo è ermeticamente racchiuso in un telo multistrato (AL, Nylon, PET) impermeabile e resistente alla pressione.

20 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti VIP: Svantaggi Richiedono molta attenzione durante il trasporto e la manipolazione in cantiere a causa del fatto che linvolucro di tali pannelli non può essere danneggiato, pena la perdita di efficacia isolante. Non possono essere tagliati in cantiere: i pezzi devono essere messi in opera così come vengono consegnati dal produttore.

21 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti VIP: Costi I prezzi dei VIP variano molto da prodotto a prodotto, anche in base alla necessità di dover realizzare dei pezzi speciali. Si va da un minimo di 20 /m2 a un massimo di circa 60 – 70 /m2 per il materiale installato in opera. Nel caso siano necessari spessori di isolante molto elevati, nel conto economico andrebbe considerata la superficie utile guadagnata con limpiego dei VIP al posto dei materiali tradizionali

22 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Linvolucro edilizio e linerzia termica Sia linvolucro che gli elementi strutturali sono dotati di capacità termica: possibilità di accumulare energia termica e ritardare il trasferimento di energia.

23 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Strutture pesanti hanno tempi di risposta più lunghi ed escursioni termiche limitate, se confrontate con le strutture più leggere. Questo fenomeno aiuta a limitare le fluttuazioni della temperatura interna dovute alle escursioni giornaliere e stagionali della temperatura esterna.

24 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti I consumi energetici di edifici ad alta inerzia termica possono essere considerevolmente inferiori di quelli di edifici più leggeri, sia in climi caldi che in climi freddi. Laccumulo termico nella massa delledifico talvolta consente di spostare il picco di massima richiesta di condizionamento ad ore in cui ledificio non è in uso.

25 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Lo sfasamento φ rappresenta il ritardo temporale del massimo flusso di calore della parete in esame confrontato con il flusso istantaneo di un muro a capacit à termica nulla; Il fattore di attenuazione µ rappresenta il rapporto fra il massimo flusso di calore del muro in esame e il flusso massimo di un muro a capacit à termica nulla. Gli effetti dell inerzia termica: sfasamento ed attenuazione

26 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Φ e μ in funzione della massa e della conducibilità

27 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Lefficacia dellinerzia termica aumenta con laumentare della escursione termica giorno- notte. Nei climi freddi, la massa termica aiuta ad accumulare energia solare durante il giorno, mitigando il clima interno durante la sera e la notte. Impiego della inerzia termica

28 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Inerzia termica nei climi caldi Nei climi caldi, le pareti accumulano calore durante il giorno e lo rilasciano durante la notte: questo fenomeno è particolarmente utile nel caso in cui ledificio è utilizzato solo durante il giorno. La massa termica può inoltre essere raffreddata mediante la ventilazione notturna (naturale o meccanica).

29 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Influenza del posizionamento dellisolante termico sullinerzia termica delle pareti Wall typeInsulation positioning [h] Muro portante con isolante localizzato Interno0,2811 Intermedio0,2211 Esterno0,2011 Muro non portante con isolante localizzato Interno0,488 Intermedio0,448 Esterno0,448 Pareti multistratoInsulation thickness: 6 cm 0,754 Finestre10

30 Linvolucro trasparente Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti

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34 Tipo di vetro La scelta del giusto tipo di vetro è una questione importante: –Diversi tipi di vetro, disponibili sul mercato, con caratteristiche ottiche variabili, possono adattarsi alle necessit à climatiche (vetri selettivi)

35 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti

36 Influenza della scelta del tipo di vetro sulla Percentuale di Persone Insoddisfatte (PPD) nel corso di un giorno soleggiato invernale Glass typeΔPPV Radiant asymmetry ΔPPV Direct radiation ΔPPV Convection ΔPPV Total Light 3 mm Light 3 mm + Air 13 mm + Light 3 mm Light 3 mm + Argon 13 mm + Low Emissivity 3 mm Selective 3 mm + Argon 13 mm + Light 3 mm

37 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Effetti della forma e dell orientamento dell edificio Il corretto orientamento dell edificio; La corretta forma dell edificio; La razionale organizzazione spaziale e funzionale degli spazi interni; Consentono, senza extra costi: Risparmi energetici significativi (30 – 40%) Un comfort termico migliore

38 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti La forma dell edificio: IL RAPPORTO S/V L edificio dovrebbe avere il minimo rapporto possibile fra superficie disperdente e volume interno.

39 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Tener conto degli effetti dei venti prevalenti sulla forma dell edificio e delle condizioni al contorno

40 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Orientamento La soluzione migliore è orientare lasse principale delledificio nella direzione Est- Ovest; La facciata sud riceve più energia solare in inverno (quando il sole è basso) che in estate.

41 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Quantit à di radiazione solare su superfici diversamente orientate a diverse latitudini

42 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti

43 LImpianto Finora è stato valutato solo il comportamento delledificio. Ma per la stima dei consumi energetici (e quindi dei costi) è necessario far riferimento anche allimpianto termico. Limpianto può essere schematizzato in quattro sub-sistemi, ognuno con delle perdite e quindi dei rendimenti 1.SISTEMA DI PRODUZIONE 2.SISTEMA DI DISTRIBUZIONE 3.SISTEMA DI EMISSIONE 4.SISTEMA DI REGOLAZIONE

44 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Rendimenti di impianto

45 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Rendimenti di impianto

46 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Rendimenti di impianto

47 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Normativa di riferimento DATI CLIMATICI –UNI Dati climatici DISPERSIONI TERMICHE –UNI EN 13789, Prestazione termica degli edifici. Coefficiente di perdita di calore per trasmissione –UNI EN ISO 13370, Prestazione termica degli edifici. Trasferimento di calore attraverso il terreno. Metodi di calcolo –UNI EN ISO 14683, Ponti termici in edilizia – Trasmittanza termica lineare – metodi semplificati e valori di progetto –UNI EN ISO 6946, Componenti ed elementi per edilizia. Resistenza termica e trasmittanza termica –UNI EN ISO , Prestazione termica di finestre, porte e chiusure – calcolo della trasmittanza termica – metodo semplificato

48 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Normativa di riferimento FABBISOGNO DI CALORE –UNI TS parte 1 FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA E CALCOLO RENDIMENTI DI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO E ACS –UNI TS parte 2

49 Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti Normativa di riferimento (in preparazione) DETERMNAZIONE DEI RENDIMENTI E DEI FABBISOGNI DI ENERGIA PRIMARIA PER LA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA –UNI TS parte 3 UTILIZZO DI FONTI RINNOVABILI ED ALTRI METODI PER IL RISCALDAMENTO E LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA –UNI TS parte 4

50 Grazie per lattenzione Efficienza energetica delledificio: Involucro - Impianti


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