Appunti di Le prestazioni energetiche

Indice

Lo stato del patrimonio edilizio italiano ed il quadro normativo di riferimento ..................................... 2

Lo stato del patrimonio edilizio italiano ......................................................................................... 2

Il materiale costruttivo per elementi “trasparenti”.......................................................................... 2

Il patrimonio edilizio italiano: gli edifici scolastici........................................................................... 3

Le “regole fondamentali della bioedilizia” ...................................................................................... 3

L’evoluzione normativa ................................................................................................................. 3

Requisiti minimi e l'era degli edifici NZEB ...................................................................................... 5

Il quadro legislativo in Italia oggi: obblighi FER ............................................................................... 6

Il calcolo periodico mensile .............................................................................................................. 8

Calcolo del fabbisogno ideale di energia termica per il riscaldamento e raffrescamento ................. 9

Calcolo degli scambi di energia termica ...................................................................................... 10

Calcolo del coefficiente di scambio termico per trasmissione ................................................ 11

Calcolo della trasmittanza termica lineica ............................................................................... 12

Esempio di calcolo di ponti termici secondo metodo numerico ................................................ 13

Esempio di calcolo di ponti termici secondo l’abaco CENED .................................................... 17

Lo scambio di energia verso gli ambienti non climatizzati ................................................................ 19

Lo scambio di energia verso il terreno .......................................................................................... 20

Esempio attestazione energetica monolocale .......................................................................... 21

Il fattore solare negli elementi trasparenti .................................................................................... 24

La trasmittanza termica negli elementi finestrati .......................................................................... 25

Le caratteristiche prestazionali degli elementi finestrati ............................................................... 26

Calcolo dell’extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal

componente edilizio ...................................................................................................................... 28

Gli apporti termici interni ............................................................................................................ 29

Gli apporti termici interni: apporti sensibili .................................................................................. 29

Gli apporti termici solari ............................................................................................................. 33

Il fattore di utilizzazione degli apporti termici .................................................................... 38

,

Dal fabbisogno al consumo di energia primaria ............................................................................... 39

Dal fabbisogno al consumo di energia primaria: rendimento di regolazione .................................. 40

Il rendimento di generazione ....................................................................................................... 41

I circuiti di distribuzione dell’acqua ............................................................................................. 42

Sottosistemi di distribuzione ....................................................................................................... 43

Dal fabbisogno al consumo di energia primaria: rendimento e generazione .................................. 44

Sottosistema di generazione ....................................................................................................... 44

Nuovi sbocchi della ricerca industriale .................................................................................... 46

Condizioni di regime ............................................................................................................... 46

Requisiti e dimensionamento degli impianti termici ................................................................. 46

Interventi di riqualificazione energetica (Legge 296/2006, art. 1 comma 347) ............................. 47

Il rendimento di produzione medio stagionale .......................................................................... 47

La relazione tecnica "ex legge 10" ................................................................................................... 50

Il concetto di impianto termico (D.Lgs. 48/2020) ............................................................................. 51

Verifiche Invernali ed Estive dell'Involucro ....................................................................................... 51

Fonti rinnovabili (FER), CAM e qualifica NZEB .................................................................................. 52

Principi di funzionamento, ciclo frigorifero e sorgenti termiche ........................................................ 53

Analisi dei rendimenti e rendimento di seconda legge ..................................................................... 53

Condizioni climatiche di riferimento e calcolo del fabbisogno .......................................................... 54

Terminologia del sottosistema di generazione e caratteristiche costruttive delle caldaie ................... 55

Classificazione degli apparecchi (tipo A, B, C) e prescrizioni di installazione .................................... 55

Modellazione matematica della parzializzazione e calcolo dello SCOP ............................................ 56

Calcolo dell'energia primaria e vettori energetici ............................................................................. 57

L'edificio di riferimento tra verifica progettuale e classificazione ...................................................... 58

La scala di classificazione energetica a base variabile ..................................................................... 58

Evoluzione normativa: verso gli edifici a emissioni zero (ZEB) ........................................................... 58

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Lo stato del patrimonio edilizio italiano ed il quadro

normativo di riferimento

Lo stato del patrimonio edilizio italiano

Il settore edilizio rappresenta oggi una sfida centrale per la sostenibilità, essendo responsabile di oltre

il 40% del consumo energetico finale in Europa e di circa un terzo delle emissioni di gas serra. In Italia,

la situazione è particolarmente incisiva: quasi il 70% dell'energia consumata nelle abitazioni è destinato

esclusivamente al riscaldamento e al raffrescamento, evidenziando un fabbisogno energetico molto

elevato che oscilla tra i anno. Questa inefficienza è legata a un patrimonio edilizio

150 300 ℎ/²

storico che si è evoluto dalle murature portanti pre-1910 al dominio del cemento armato post-1970,

lasciando però irrisolti i nodi della dispersione termica.

Il materiale costruttivo per elementi “trasparenti”

Un caso emblematico è quello della Sardegna, dove

una vasta parte dello stock edilizio non utilizzato si

concentra in piccoli centri urbani, ponendo il

problema del recupero energetico di edifici spesso

obsoleti.

Un ruolo fondamentale nel controllo di queste

dispersioni è giocato dagli elementi "trasparenti",

ovvero i serramenti. La scelta del materiale non è solo

estetica, ma tecnica. Il legno, pur essendo un ottimo

isolante naturale, richiede una manutenzione

costante basata sulle sue classi di durabilità (i

serramenti appartengono solitamente alla Classe 3).

Al contrario, i metalli come l'acciaio e l'alluminio

offrono grande resistenza e precisione dimensionale

ma necessitano della tecnologia a "taglio termico" —

un inserto plastico che separa il profilo interno da quello esterno, per evitare la formazione di condensa

e migliorare l'isolamento. Il PVC si inserisce in questo mercato come soluzione equilibrata tra costi e

prestazioni termiche, mentre i sistemi misti (come legno-alluminio) cercano di unire il calore estetico e

l'isolamento del primo alla resistenza agli agenti atmosferici del secondo.

Tuttavia, isolare i materiali non basta se non si inserisce l'intervento in un quadro normativo rigoroso.

Ricordiamo che l'Italia ha adottato obiettivi ambiziosi verso gli edifici a energia quasi zero (nZEB). La

normativa attuale non si limita a suggerire materiali, ma impone il rispetto di requisiti minimi basati sul

confronto con un "edificio di riferimento". 2

Inoltre, ogni intervento di riqualificazione deve oggi considerare l'obbligo di integrazione delle fonti

energetiche rinnovabili (FER), garantendo che una quota significativa dei consumi per acqua calda e

climatizzazione sia coperta da energia pulita, trasformando così l'edificio da dissipatore di risorse a

sistema efficiente e attivo.

Il patrimonio edilizio italiano: gli edifici scolastici

La situazione delle scuole italiane è definibile come critica: la maggior parte degli edifici è stata

costruita tra il 1950 e il 1980, un'epoca priva di normative sul risparmio energetico. Questo ha generato

strutture con gravi difetti originari in termini di orientamento, forma e bilancio tra superfici vetrate e

opache. Anche le scuole realizzate dopo la Legge 373/76 risultano oggi inadeguate, mentre la

successiva Legge 10/91, pur essendo innovativa, è rimasta spesso inapplicata per la mancanza di

controlli.

I numeri descrivono un impatto economico enorme: le oltre 51.000 scuole italiane generano una

bolletta energetica di circa 1,3 miliardi di euro l’anno, più del doppio dell'intero comparto degli uffici

pubblici. La situazione è particolarmente complessa in Sardegna, dove l'alto numero di piccoli

insediamenti scolastici in comuni con pochi residenti rende difficile una gestione centralizzata ed

efficiente. Nonostante il 58% degli edifici dichiari qualche accorgimento per il contenimento dei

consumi, questi riguardano quasi sempre solo gli impianti o i doppi vetri, lasciando scoperte le superfici

opache (pareti e coperture), che restano la principale fonte di dispersione termica.

Le “regole fondamentali della bioedilizia”

Per rispondere a questa crisi, l'approccio moderno suggerito dalla bioedilizia non si limita

all'isolamento, ma punta a uno sviluppo armonioso che tuteli l'identità storica e la salute degli

occupanti. L'obiettivo è trasformare l'ambiente scolastico in un luogo sicuro e salubre, integrando le

fonti rinnovabili (FER) e tecnologie come la domotica per gestire in modo intelligente i carichi energetici.

L’evoluzione normativa

Il percorso legislativo italiano è iniziato sotto la spinta della crisi petrolifera degli anni '70:

La Legge 373/1976: è stata la prima a introdurre concetti fondamentali ancora oggi utilizzati,

o come il rapporto S/V (superficie su volume), i Gradi Giorno (GG) e le zone climatiche. Tuttavia,

si limitava a normare solo gli usi termici, ignorando i consumi elettrici;

La Legge 10/1991: ha segnato il passaggio al concetto di "sistema edificio-impianto". Per la

o prima volta si è parlato di certificazione energetica (anche se rimasta sulla carta per anni) e

dell'obbligo per gli edifici pubblici di ricorrere alle fonti rinnovabili;

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Il DPR 412/1993: questo regolamento attuativo ha classificato l'Italia in sei zone climatiche

o (dalla A alla F) in base ai Gradi Giorno. Ha introdotto il FEN (Fabbisogno Energetico

Normalizzato), un parametro che anticipava gli odierni indici di prestazione energetica,

obbligando i progettisti a verificare che il consumo globale non superasse determinati limiti di

legge.

La vera rivoluzione è arrivata con la Direttiva 2002/91/CE detta EPBD (Energy Performance of Building

Directive), nata per rispondere al Protocollo di Kyoto. Questa norma ha spostato l'attenzione sull'intero

ciclo di vita dell'edificio e ha introdotto l'obbligo di considerare non solo il riscaldamento, ma anche il

raffrescamento estivo, l'illuminazione e la produzione di acqua calda sanitaria.

Grazie a questa spinta europea, la normativa italiana si è evoluta verso i decreti attuativi più recenti

(come il DM Requisiti Minimi 2015), che oggi impongono alle scuole di nuova costruzione o soggette a

ristrutturazione importante di raggiungere lo standard nZEB (edifici a energia quasi zero), garantendo

che la maggior parte dell'energia necessaria sia prodotta in loco tramite fonti rinnovabili.

Attestato di Certificazione Energetica

La normativa italiana sulla prestazione energetica degli edifici è il risultato di un lungo processo di

recepimento di direttive europee (EPBD), volto a trasformare il parco immobiliare da energivoro a

sostenibile. Questo percorso si è evoluto passando attraverso concetti chiave come la trasparenza del

mercato immobiliare, i requisiti minimi di costruzione e l'obbligo delle fonti rinnovabili.

In particolare, l’articolo 7 Prevede che in fase di costruzione, compravendita o locazione di un edificio,

l'attestato di certificazione energetica sia messo a disposizione del proprietario o che questi lo metta a

disposizione del futuro acquirente o locatario, a seconda dei casi. La validità dell'attestato è di 10 anni

al massimo.

Il concetto cardine introdotto dall'Europa è quello del Certificato Energetico. L'obiettivo è duplice:

permettere ai cittadini di confrontare l'efficienza degli immobili (come avviene per gli elettrodomestici)

e fornire raccomandazioni sugli interventi migliorativi più convenienti.

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In Italia, il percorso è stato tortuoso:

Il D.Lgs. 192/2005 ha dato il via alla normativa, ma inizialmente era incompleto;

o Il D.Lgs. 311/2006 ha introdotto l'AQE (Attestato di Qualificazione Energetica), un documento

o transitorio redatto dal direttore dei lavori;

Solo con il D.Lgs. 63/2013 si è arrivati all'attuale APE (Attestato di Prestazione Energetica). A

o differenza del vecchio certificato, l'APE deve essere redatto da un tecnico abilitato e

indipendente, ha validità massima di dieci anni e deve essere obbligatoriamente allegato ai

contratti di compravendita e locazione, pena sanzioni amministrative.

Requisiti minimi e l'era degli edifici NZEB

La normativa non si limita a "fotografare" lo stato di un edificio, ma impone standard rigorosi per chi

costruisce o ristruttura. Il DPR 59/2009 e i successivi decreti del 2015 hanno definito i criteri per la

climatizzazione invernale, estiva e la produzione di acqua calda.

Il traguardo più ambizioso è quello degli edifici nZEB (Nearly Zero Energy Buildings). Dal 2021 tutti i

nuovi edifici devono essere a "energia quasi zero". Questo significa che il fabbisogno energetico deve

essere bassissimo e coperto in misura significativa da fonti rinnovabili prodotte in loco. Le prospettive

future sono ancora più stringenti: la nuova proposta europea mira a raggiungere emissioni zero per tutti

i nuovi edifici entro il 2030. 5

Il quadro legislativo in Italia oggi: obblighi FER

Un pilastro fondamentale è il D.Lgs. 28/2011, che impone l'installazione di impianti rinnovabili nei nuovi

edifici o nelle "ristrutturazioni rilevanti" (sopra i con intervento integrale sull'involucro). Le

1000

integrazioni chiariscono punti cruciali:

Produzione minima: non basta installare qualche pannello; la potenza elettrica minima

o dell'impianto fotovoltaico deve rispettare una formula legata alla superficie del piano terra (per

i privati).

Se non vengono rispettate queste prescrizioni, il Comune non rilascerà il titolo edilizio. Il

presente decreto ha validità per gli immobili residenziali, commerciali e i capannoni industriali;

Divieto di sistemi esclusivi: è vietato affidarsi solo a scaldacqua elettrici o pompe di calore

o alimentate solo dalla rete; il sistema deve essere integrato con solare termico o altre FER;

Deroghe: esistono eccezioni per i centri storici (Zona A) o edifici vincolati, ma solo se il

o progettista dimostra nella relazione tecnica che l'intervento altererebbe il valore storico-

artistico del bene.

La legge distingue tra diversi livelli di intervento, ognuno con obblighi specifici documentati nella

Relazione Tecnica (ex Legge 10):

1. Ristrutturazione importante di I livello: interessa oltre il 50% della superficie dell'involucro e

l'impianto termico. In questo caso, i requisiti minimi si applicano all'intero edificio;

2. Ristrutturazione importante di II livello: interessa oltre il 25% della superficie senza toccare

l'impianto;

3. Riqualificazione energetica: interventi più piccoli (come la semplice sostituzione degli infissi

o della caldaia), dove i requisiti riguardano solo il componente sostituito.

La sfida attuale riguarda proprio il recupero dell'esistente: su oltre 12 milioni di edifici residenziali in

Italia, circa 9 milioni hanno prestazioni troppo basse per i futuri standard europei, rendendo gli incentivi

statali (come l'Ecobonus) uno strumento essenziale per la transizione energetica nazionale.

Il cuore del sistema di incentivi ruota attorno a due pilastri: il Fondo Nazionale per l’Efficienza

Energetica (FNEE) e il PREPAC. Il primo è un incentivo "a sportello" (senza graduatorie) rivolto a imprese

e Pubblica Amministrazione per interventi che spaziano dai processi industriali alle reti di

teleriscaldamento. Il secondo, invece, è specifico per la PA Centrale e punta a riqualificare ogni anno il

3% della superficie utile degli edifici pubblici.

Questi strumenti finanziano interventi pratici come l'isolamento dell'involucro edilizio, la sostituzione

degli