Architettura tecnica - Appunti esame

Radiazione diffusa (IS- Radianza riflettanza)

Per il progetto si usa l'irraggiamento: irraggiamento [H = kWh/area].

L'intensità di radianza incidente su una superficie dipende da:

• Condizioni meteorologiche e di cielo
• Angolo di incidenza della radianza
• Inclinazione e orientamento della superficie
• Proprietà delle superfici circostanti (riflettanza/albedo)

La posizione del sole si definisce in diversi modi: calcolo, carte solari (diagrammi solari), Sw dedicati, ombreggiamenti.

I valori di irraggiamento si trovano con mappe isoradiative, valori tabellati (stazioni meteo locali) e metodi di calcolo sperimentali (UNI 10349).

"Isola di calore"

Il fenomeno definito riguarda le aree urbane e si caratterizza per un'alterazione del profilo climatico rispetto alle aree adiacenti non urbane (zone periferiche e zone rurali). Le temperature medie dell'aria sono significativamente più alte, specialmente in condizioni estive.

Anche durante la notte.Il dato climatico serve per:

1. Definire le strategie alla macro-scala in funzione delle prestazioni obiettivo di progetto
2. Definire le strategie alla meso-scala
3. Definire le strategie alla meso e micro scala

Riassunto pro e contro periodi freddi e caldi.

Periodo freddo

Vantaggi: elevata solarizzazione

Svantaggi: scarsa solarizzazione (morfologia urbana) e ventosità.

Periodo caldo

Vantaggi: venti e brezze, forte differenza tra temperatura diurna e notturna, assenza di periodi prolungati con temperature critiche, presenza di verde, alberature, superfici fredde

Svantaggi: ventosità ridotta, elevata solarizzazione dell'involucro, scarsa differenza tra temperatura diurna e notturna, periodi prolungati con temperature critiche ed elevata UR e assenza di superfici evatraspiranti

Nella progettazione dei climate sensitive building l'impianto architettonico è importante quanto l'impianto costruttivo ed in alcuni casi può anche prevalere

L'impianto architettonico o l'involucro edilizio.

STRATEGIE IN GENERALE

• Potenziamento dell'isolamento dell'involucro
• Adattabilità delle superfici trasparenti: controllo dei flussi termici ed energetici e luminosi durante le stagioni invernali, intermedie ed estive
• Sfruttamento ventilazione naturale: dimensionamento aperture e attivazione di schemi distributivi da potenziare il riscontro
• Ottimizzazione della massa del sistema edilizio per il controllo delle pulsazioni termiche

INDICATORI DI COMFORT INDOOR

• TO INVERNALE = 18-22°C
• TO ESTIVA = 24-28°C
• T MEDIA RADIANTE = 20°C
• UR = 40-60%
• V ARIA < 0,5 M/S

Per la valutazione del comfort si usano gli indici PMV (voto medio previsto) e PPD (percentuale prevista di insoddisfatti). I valori ottimali sono tra -0,5<PMV<+0,5.

BILANCIO ENERGETICO

L'obiettivo è quello di ridurre il fabbisogno energetico dell'edificio garantendo sempre un adeguato livello di comfort agli utenti.

impatti. Un edificio energeticamente efficiente (climate sensitive) ha due grandi impatti. Il primo sull'utente, andando a ridurre i costi per la gestione "enrgetica" dell'edificio al fine di mantenere le condizioni di comfort igrometrico in ambiente; il secondo impatto si ha sull'ambiente con: - Riduzione della produzione di energia e gestione dei picchi, con conseguente incremento di energia sostenibile - Riduzione impatto ambientale edificio (CO2) - Riduzione inquinamento - Climate change mitigation in urban areas Edificio "a basso fabbisogno energetico" concetti base: - Limite sul fabbisogno energetico per il riscaldamento e raffrescamento - Controllo livelli di comfort - Limite sul consumo di energia primaria per usi finali (riscaldamento, elettrodomestici e illuminazione, acqua calda) Certificazione energetica si basa sulla valutazione del fabbisogno di energia (primaria) per riscaldare e raffrescare un edificio (e non solo: anche per illuminare, movimentare).

persone,…).

INDICATORI DI PRESTAZIONE

EP fabbisogno energetico globale di un edificio rispetto edificio di riferimento

GLEPGL = EPH + EPC + EPW + EPV+ EPL + EPT (NON RESIDENZIALE)

EP indice di prestazione termica utile per la climatizzazione invernale dell’edificio

H,nd < EP (ed. rif.)

VERIFICA EP H,nd H,ND,lim

EPC,nd INDICE DI PRESTAZIONE TERMICA UTILE PER LA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA DELL’EDIFICIO

VERIFICA EPC,ND < EPC,ND,LIM (ED.RIF.)

H’ : COEFFICIENTE MEDIO GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE PER UNITÀ DI SUPERFICIETDISPERDENTE (UNI EN ISO 13789)

VERIFICA H’T< H’T,LIMA /A : AREA SOLARE EQUIVALENTE ESTIVASOL,EST SUP UTILE

VERIFICA: ASOL,EST /ASUPUTILE ≤(ASOL,EST /ASUP UTILE)LIM

Dai nuovi decreti si ha:

a) Entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione siano edifici a energia quasi zero

b) A partire dal 31 dicembre 2018 gli edifici di nuova costruzione occupati da enti pubblici e diproprietà di questi ultimi

Siano edifici a energia quasi zero:

1. Prescrizioni minime e modalità di verifica per edifici di nuova costruzione (rispetto un edificio di riferimento) e recupero
2. Modello di relazione tecnica
3. Nuova classificazione energetica

L'edificio di riferimento è un edificio identico all'edificio di progetto in termini di geometria (sagoma, volumi, superficie calpestabile, superficie degli elementi costruttivi e dei componenti) e orientamento, ubicazione territoriale, destinazione d'uso e situazione al contorno e aventi caratteristiche termiche e parametri energetici predeterminati.

Calcolo dei gradi giorno

Coefficiente medio globale di scambio termico per trasmissione per unità di superficie dispersante

Area solare equivalente estiva

Per quanto riguarda le riqualificazioni energetiche:

• Verifica del rispetto delle trasmittanze limite
• Verifica di H't solo per le ristrutturazioni importanti di I livello
• Fattore di trasmissione solare g < 0,35gl+sh
• Requisiti

minimi sugli impianti termici valutazione della prestazione energetica globale di un edificio La valutazione della prestazione energetica di un edificio o di una sua parte è un'attività professionale: in tutti quei casi in cui è diventato obbligatorio - per poter attuare una compravendita di un edificio - fornire all'acquirente un certificato in cui la prestazione energetica dell'edificio è "classificata". Q = (Q + Q - Q ) - η (Q + Q )g sol,w iH,nd TR V sol-op= fattore di utilizzazione degli apporti solari ηgL'impianto è fatto di più parti principali, ognuna delle quali ha le sue "perdite" (e anche i suoi recuperi possibili ma, per semplicità, si sono trascurati): PERDITE DI PRODUZIONE => AL MANTELLO E AL CAMINO PERDITE DI DISTRIBUZIONE => RETE INTERNA ED ESTERNA PERDITE ALL'ACCUMULATORE => (SE C'È) PERDITE DI EMISSIONE => EROGAZIONE E REGOLAZIONE È POSSIBILE CALCOLARE IL

FABBISOGNO DI ENERGIA UTILE DI RISCALDAMENTO DI UN EDIFICIO SULLA BASE DEI SUOI DISPERDIMENTI (DI POTENZA) PER VENTILAZIONE E TRASMISSIONE, AL NETTO DI TUTTI GLI APPORTI.

Partiamo dai disperdimenti per arrivare al fabbisogno di energia primaria.

1. I DISPERDIMENTI PER TRASMISSIONE [QT] DIPENDONO DALLE CARATTERISTICHE DI ISOLAMENTO E DALL'ESTENSIONE DELL'INVOLUCRO
2. DISPERDIMENTI PER VENTILAZIONE [QV] ATTRAVERSO L'INVOLUCRO, PER VENTILAZIONE NATURALE [RICAMBI ARIA], ARTIFICIALE [VENTILAZIONE MECCANICA] E INFILTRAZIONI
3. APPORTI SOLARI [QS] DIPENDONO DALL' "APERTURA" DELL'EDIFICIO VERSO L'ESTERNO (SUPERFICI TRASPARENTI), LA LORO PROTEZIONE/OSTRUZIONE, LA LORO CARATTERIZZAZIONE OTTICO ENERGETICA E, OVVIAMENTE, DAL CLIMA
4. APPORTI INTERNI [QI] MACCHINARI, ILLUMINAZIONE, OCCUPANTI ...
5. FATTORE DI UTILIZZAZIONE. DIPENDE DALLA CAPACITÀ DI RAPIDO ACCUMULO DEI GUADAGNI DA PARTE DELLA STRUTTURA EDILIZIA: PIÙ VELOCEMENTE ACCUMULA LE

“PUNTE” DI APPORTO ENERGETICO, MENO SISURRISCALDA L’AMBIENTE E MAGGIORMENTE SFRUTTA GLI APPORTI PROTEZIONI SOLARI Si utilizzano le protezioni solari per ridurre il fabbisogno energetico dell’edificio per raffrescamento attraverso l’uso di strumenti semplificati per la determinazione della prestazione energetica dell’edificio. I disperdimenti per trasmissione dipendono da: contesto climatico (T °C) e destinazione d’uso e attività ext°C).(Tint Variabili da controllare: - Trasmittanza termica parti opache - Trasmittanza termica parti trasparenti - Trasmittanza termica lineica (ponte termico e quindi cura del dettaglio costruttivo e verifica continuità di prestazione) - Rapporto superficie opaca/trasparente involucro - Per superficie trasparente eventualeresistenza termica offerta dai sistemi oscuranti (ore notturne). Disperdimenti per ventilazione I dipendono da: contesto climatico (Text °C; velocità e direzione vento in caso di

1. Contesto climatico (irradianza)
2. Confort termico relativamente alla collocazione utente rispetto alle superfici trasparenti
3. Contesti fisico/ambientali (intorno all'edificio)
4. Morfologia dell'edificio (fenomeni di auto-ombreggiamento)

Variabili da controllare:

• Dimensione delle superfici trasparenti per superficie esposta
• Prestazioni energetiche della vetrazione (g value)
• Presenza di ostruzioni e schermature solari

I modelli di funzionamento della parte trasparente:

• Far entrare la luce filtrare, potenziare o escludere la luce
• Isolare termicamente (controllo disperdimenti)
• Modulare gli apporti solari gratuiti
• Isolare acusticamente
• Ventilare
• Guardare fuori
• Fare architettura

I requisiti delle protezioni solari (UNI EN 13561): resistenza al vento,

resistenza alle sacche d'acqua, resistenza meccanica, resistenza a carichi di neve, sforzo di azionamento, sicurezza durante l'utilizzo, durabilità, aspetto, igiene salute e ambiente, valutazione della conformità e controllo propagazione rumori aerei.

Per isolare si può agire su: proprietà termiche (vetro, distanziatore, telaio e oscuranti) e posa in opera del serramento.

Per il calcolo degli apporti solari esistono due formule.

La prima è la più semplice da utilizzare ed è la seguente:

La seconda invece deriva dall'UNI TS 11300.

In generale per ristrutturazioni importanti e riqualificazione energetica il valore g <