Gestione dell'energia ed elementi trasparenti

UNI/TS 11300-1 elementi trasparenti dell’involucro

Introduzione

Paolo Tartarini e Alberto Muscio

Università di Modena e Reggio Emilia

Corso di gestione dell’energia 1

Modena, anno accademico 2022-2023

Serramenti e scambio termico

I serramenti sono uno dei tanti elementi dell'involucro e il loro contributo entra nel coefficiente di dispersione per trasmissione. Il fabbisogno di energia termica per riscaldamento si calcola con la formula:

Q_H,nd = Q_H,ht - (Q_H,gn + Q_H,tr) - (Q_H,ve + Q_H,gn)

Calcolo dello scambio termico

Gli scambi termici tra esterno e interno si valutano con la formula:

Q_ht = H_tr + H_ve = [H_tr + H_ve] (t_i,set - t_e) (F_k)

Coefficiente di scambio termico

Il coefficiente di scambio termico per trasmissione si valuta con la formula:

H_tr = H_D + H_g + H_U + H_A

Valutazione delle componenti

H_D è il coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l'ambiente esterno (UNI EN ISO 13789).

H_g è il coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno (UNI EN ISO 13370).

H_U è il coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati.

H_A è il coefficiente di scambio termico per trasmissione verso altre zone (interne o meno all'edificio) climatizzate a temperatura diversa.

Coefficiente di scambio termico diretto

H_D = U_i A_i + Ψ_k L_k + χ_j

• H_D coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione [W/K]
• U_i trasmittanza termica (areica) dell’elemento di parete i-esimo [W/(m²K)]
• A_i area frontale dell’elemento di parete i-esimo [m²]
• Ψ_k trasmittanza termica lineica del ponte termico lineare k-esimo [W/(mK)]
• L_k sviluppo (lunghezza) del ponte termico lineare k-esimo [m]
• χ_j trasmittanza termica puntuale del ponte termico puntiforme j-esimo [W/K]

Trasmittanze termiche

Le trasmittanze termiche (areiche) degli elementi di parete possono essere calcolate mediante:

• UNI EN ISO 6946 per elementi opachi (murature, coperture)
• UNI EN ISO 10077-1 per elementi trasparenti (serramenti)

Considerazioni sui serramenti

Negli elementi planari (quindi il primo termine della formula, con trasmittanza U ed area A) abbiamo, per adesso, sempre lavorato pensandoli come solo costituiti da muri, ma in realtà ci sono anche i serramenti, che hanno una trasmittanza termica massima di legge. Le chiusure termiche trasparenti e opache di flussi di cassonetti devono avere una trasmittanza termica media non superiore a 1,4 W/m²K se siamo in zona climatica E (a seconda della zona climatica, potrà essere più alta o più bassa).

Determinazione della trasmittanza termica dei serramenti

Edificio di riferimento: fabbricato DM «Requisiti minimi», Appendice A, punto 1.1. Nel caso dei serramenti, i valori non sembrano proibitivi. Vengono assimilati ai serramenti anche i cassonetti. Ci poniamo quindi ora il problema di voler determinare la trasmittanza termica dei serramenti. Non possiamo utilizzare le formule dei muri, in quanto il serramento è un oggetto complesso.

Componenti trasparenti

La trasmittanza termica delle finestre si calcola in generale secondo la UNI EN ISO 10077-1. Il serramento comprende uno o più battenti che possono includere zone trasparenti o opache e possono esserci degli oscuranti esterni. Il serramento è formato da un telaio (sia la parte fissa che quella mobile) ed uno o più battenti (parte movente), ognuno dei quali ha a sua volta un telaio che regge il vetro. Quando calcoliamo il serramento, bisogna considerare una condizione media del serramento stesso che tenga conto di tutti questi elementi.

Calcolo della trasmittanza termica delle finestre

La trasmittanza termica delle finestre si calcola in generale secondo la UNI EN ISO 10077-1:

U_g A_g + U_p A_p + U_f A_f + Ψ_g I_g + Ψ_p I_p

Trasmittanza termica della finestra

• U_g trasmittanza delle lastre trasparenti (vetri) [W/(m²K)]
• A_g area delle lastre trasparenti [m²]
• U_p trasmittanza dei pannelli opachi [W/(m²K)]
• A_p area dei pannelli opachi [m²]
• U_f trasmittanza del telaio [W/(m²K)]
• A_f area del telaio [m²]

Per avere la trasmittanza media, occorre dividere tutto per l'area frontale del serramento, che è data dalla somma delle aree A_g, A_p, A_f.