Efficienza energetica dell’edificio Involucro - Impianti

Presentazione sul tema: "Efficienza energetica dell’edificio Involucro - Impianti"— Transcript della presentazione:

1 Efficienza energetica dell’edificio Involucro - Impianti
Marco Citterio Enea – TER ENE SIST Efficienza energetica dell’edificio: 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

3 misure attive (correlate agli impianti tecnologici)
Il controllo del microclima interno può essere ottenuto per mezzo dell’interazione 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. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

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

5 Bilancio energetico dell’edificio
Qaux=Qle+Qlv-Qgs-Qgi Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

6 Bilancio energetico dell’edificio
Qaux=Qge+Qgv+Qgs+Qgi Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

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

8 Involucro L’efficienza di un edificio dipende innanzitutto dalle caratteristiche dell’involucro: È necessario un corretto bilanciamento di isolamento, massa termica, superfici vetrate ed elementi schermanti Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

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

10 Britomart Station (2003) Auckland Design: Mario Madayag Architects, JASMAX Architects
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11 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 (l, espressa in W/m°K) R=s/l Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

12 Trasmittanza termica delle strutture opache verticali
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13 Trasmittanza termica delle strutture opache orizzontali o inclinate
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14 Trasmittanza termica delle chiusure trasparenti
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15 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

16 Valori di l e m dei principali materiali isolanti
Lana di roccia r l m (%) Feltri 30 0,045 10 Pannelli semirigidi 35 – 55 0,044 – 0,040 Pannelli rigidi 80 – 125 0,039 – 0,038 Materie plastiche Polietilene espanso 30 -33 0,05 - 0,048 20 Non reticolato 50 0,06 Reticolato 0,058 Polistirene espanso 0,036 – 0,041 Poliuretano in lastre 25 0,034 32 0,032 40 45 Poliuretano espanso 37 0,035 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

17 Valori di l e m dei principali materiali isolanti
Riempimenti r l m (%) Argilla espansa 280 0,090 330 0,100 450 0,120 Fibre di cellulosa 32 0,058 Perlite espansa 100 0,066 Polistirolo espanso 15 0,054 Vermiculite espansa 80 0,077 120 0,082 Ciottoli e pietre 1500 0,70 Ghiaia grossa 1700 1,20 Sabbia secca 0,60 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

18 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

19 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. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

20 VIP: Svantaggi                                                                                                          Richiedono molta attenzione durante il trasporto e la manipolazione in cantiere a causa del fatto che l’involucro 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. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

21 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 l’impiego dei VIP al posto dei materiali tradizionali Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

22 L’involucro edilizio e l’inerzia termica
Sia l’involucro che gli elementi strutturali sono dotati di “capacità termica”: possibilità di accumulare energia termica e ritardare il trasferimento di energia. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

23 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. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

24 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. L’accumulo termico nella massa dell’edifico talvolta consente di spostare il picco di massima richiesta di condizionamento ad ore in cui l’edificio non è in uso. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

25 Gli effetti dell’inerzia termica: sfasamento ed attenuazione
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 capacità 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 capacità termica nulla. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

26 Φ e μ in funzione della massa e della conducibilità
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27 Impiego della inerzia termica
L’efficacia dell’inerzia termica aumenta con l’aumentare 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. Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

28 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 l’edificio è utilizzato solo durante il giorno. La massa termica può inoltre essere raffreddata mediante la ventilazione notturna (naturale o meccanica). Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

29 Influenza del posizionamento dell’isolante termico sull’inerzia termica delle pareti
Wall type Insulation positioning   [h] Muro portante con isolante localizzato Interno 0,28 11 Intermedio 0,22 Esterno 0,20 Muro non portante con isolante localizzato 0,48 8 0,44 Pareti multistrato Insulation thickness: 6 cm 0,75 4 Finestre 1 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

30 L’involucro trasparente
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33 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

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 necessità climatiche (vetri selettivi) Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

35 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

36 Influenza della scelta del tipo di vetro sulla Percentuale di Persone Insoddisfatte (PPD) nel corso di un giorno soleggiato invernale Glass type ΔPPV Radiant asymmetry Direct radiation Convection Total Light 3 mm +35 -30 +8 +13 Light 3 mm + Air 13 mm + Light 3 mm +28 -25 +6 +9 Light 3 mm + Argon 13 mm + Low Emissivity 3 mm -7 - +1 Selective 3 mm + Argon 13 mm + Light 3 mm +12 -5 +7 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

37 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

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

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

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

41 Quantità di radiazione solare su superfici diversamente orientate a diverse latitudini
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43 L’Impianto Finora è stato valutato solo il comportamento dell’edificio. Ma per la stima dei consumi energetici (e quindi dei costi) è necessario far riferimento anche all’impianto termico. L’impianto può essere schematizzato in quattro sub-sistemi, ognuno con delle perdite e quindi dei rendimenti SISTEMA DI PRODUZIONE SISTEMA DI DISTRIBUZIONE SISTEMA DI EMISSIONE SISTEMA DI REGOLAZIONE Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

44 Rendimenti di impianto
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45 Rendimenti di impianto
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46 Rendimenti di impianto
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47 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

48 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

49 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 Efficienza energetica dell’edificio: Involucro - Impianti

50 Grazie per l’attenzione
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