Riprogettazione di un edificio esistente e certificazione energetica

COMMENTO

I valori ottenuti evidenziano che le due configurazioni migliori sono quelle in cui la forma

dell’edificio è stata compattata: negli altri casi, la forma irregolare, pressoché rettangolare ma con

salti e rientranze, fa sì che aumentino le dispersioni termiche (all’aumentare della superficie

opaca). I casi 1, 2, 3 e 6 sono quelli in cui si possono riscontrare i valori più alti di Qsol: in particolare

nel caso 6, il valore riferito agli apporti solari captati dalle superfici trasparenti è molto più alto

rispetto a quello degli altri casi, in quanto la superficie trasparente è concentrata soprattutto sulla

parete con l’orientamento più vantaggioso (sud).

Per quanto riguarda le dispersioni per trasmissione, queste sono uguali per i primi tre casi, e per i

successivi due, in quanto la conformazione dell’edificio non varia, ma è stato semplicemente

ruotato: un edificio con una forma meno compatta e con più pareti disperde più energia.

In conclusione il caso migliore scelto è il quarto, che mantiene l’orientamento originario

dell’edificio da progetto (ovvero l’orientamento nord-sud), uguali superficie calpestabile e

rapporto tra superficie trasparente e totale per ogni esposizione, ma con una forma compatta.

Essendo le superfici trasparenti distribuite in modo equo su tutte e quattro le pareti il valore degli

apporti solari gratuiti è minore rispetto a quello dei casi precedenti in cui gran parte delle vetrate

erano concentrate verso sud-ovest, e le dispersioni per trasmissione sono contenute grazie alla

conformazione compatta.

Di seguito i calcoli che hanno portato alla determinazione di Qsol, Qtr e Qh per il quarto caso.

Calcolo di Rb (rapporto tra irradianza solare diretta incidente sulla superficie in esame e quella

incidente su superficie orizzontale).

cos( − ) Σ + Σ

ℎ +

Calcolo di Is,tot, ovvero l’irradianza solare totale incidente su ogni superficie e misurata in W/m²:

1 + Σ 1 − Σ

(

× + × + × + ) ×

[ ] [ ]

2 2

Calcolo di Qsol, per ogni ora e per ogni superficie opaca (compresa la copertura):

, , = , × 0,001 × ,

Calcolo di Qsol, per ogni ora e per ogni superficie trasparente:

, , = , × 0,6 × ,

E di conseguenza, Qsol totale oraria, dato dalla somma di Qsol,op e Qsol,w sarà pari a 18765,48 Wh.

Calcolo di Qtr, considerando pavimento, copertura e pareti opache.

Pavimento

• , , = 0,45 × , × , × ( − )

• Superfici opache (

, = , × , × − ) + , ,

Superfici trasparenti

• (

, × , × − )

Calcolo di Qh, ovvero della differenza totale giornaliera

tra dispersioni per trasmissione e apporti solari gratuiti e

prospetto riassuntivo dei risultati per il caso migliore.

Controllo e qualificazione termica dell’involucro in

2. condizioni invernali

La seconda fase prevede la determinazione della migliore tipologia di involucro ai fini di

minimizzare le dispersioni termiche per trasmissione, rispettando le prescrizioni di legge sul

comportamento estivo. Prevede inoltre il ricalcolo delle dispersioni termiche per trasmissione e

degli apporti solari gratuiti per la configurazione ottimale risultante dalla fase 1, utilizzando la

tipologia di involucro determinata nella fase corrente.

Per quanto riguarda la zona climatica in esame (zona E) i valori di trasmittanza termica U previsti

dalla normativa vigente sono:

Per strutture opache verticali, verso l’esterno, gli ambienti non climatizzati o contro terra:

• 0.30 W/m²K

Per strutture opache orizzontali o inclinate di copertura, verso l’esterno e gli ambienti non

• climatizzati: 0.25 W/m²K

Strutture opache orizzontali di pavimento, verso l’esterno, gli ambienti non climatizzati o

• contro terra: 0.30 W/m²K

Chiusure tecniche trasparenti e opache e dei cassonetti, comprensivi degli infissi, verso

• l’esterno e verso ambienti non climatizzati: 1.80 W/m²K

Trasmittanza termica periodica per pareti verticali opache ad eccezione di quelle nel

• quadrante nord-nordovest-nordest: <0.10 W/m²K

Trasmittanza termica periodica per pareti orizzontali: <0.18 W/m²K

•

Attraverso la progettazione della nuova stratigrafia si cerca di ridurre del 50% i valori di trasmittanza

termica. I nuovi valori massimi quindi risultano:

Per strutture opache verticali, verso l’esterno, gli ambienti non climatizzati o contro terra:

• 0.15 W/m²K

Per strutture opache orizzontali o inclinate di copertura, verso l’esterno e gli ambienti non

• climatizzati: 0.13 W/m²K

Strutture opache orizzontali di pavimento, verso l’esterno, gli ambienti non climatizzati o

• contro terra: 0.15 W/m²K

Chiusure tecniche trasparenti e opache e dei cassonetti, comprensivi degli infissi, verso

• l’esterno e verso ambienti non climatizzati: 0.90 W/m²K

Trasmittanza termica periodica per pareti verticali opache ad eccezione di quelle nel

• quadrante nord-nordovest-nordest: <0.05 W/m²K

Trasmittanza termica periodica per pareti orizzontali: <0.9 W/m²K

• STRATIGRAFIA PARETE OPACA VERTICALE

• STRATIGRAFIA STRUTTURA INCLINATA DI COPERTURA

• STRATIGRAFIA PAVIMENTO

• PROGETTO DEL SERRAMENTO

•

Per quanto riguarda la scelta del serramento è stata calcolata la trasmittanza termica di ogni

serramento a partire dalla combinazione dei dati di telaio, vetro e distanziatore.

Calcolo della trasmittanza del serramento: + +

+

Telaio: PVC, profilo vuoto con sei camere cave

• Vetro: Vetrata tripla a due lastre con trattamento superficiale e gas in intercapedine Xenon

• Distanziatore: PVC

•

Ricalcolo degli apporti solari gratuiti e delle dispersioni per trasmissione per il caso ideale, utilizzando

come nuovi valori:

U pavimenti verso terreno = 0.13 Wh

• U coperture = 0.12 Wh

• U superfici opache = 0.15 Wh

• FS = 0.50

•

Calcolo di Rb (rapporto tra irradianza solare diretta incidente sulla superficie in esame e quella

incidente su superficie orizzontale).

cos( − ) Σ + Σ

ℎ +

Calcolo di Is,tot, ovvero l’irradianza solare totale incidente su ogni superficie e misurata in W/m²

1 + Σ 1 − Σ

(

× + × + × + ) ×

[ ] [ ]

2 2

Calcolo di Qsol, per ogni ora e per ogni superficie opaca (compresa la copertura):

, , = , × 0,001 × ,

Calcolo di Qsol, per ogni ora e per ogni superficie trasparente:

, , = , × 0,5 × ,

Calcolo di Qtr, considerando pavimento, copertura e pareti opache.

Pavimento

• , , = 0,45 × , × , × ( − )

• Superfici opache (

, = , × , × − ) + , ,

Superfici trasparenti

• (

, × , × − )

Ricalcolo di Qh e prospetto riassuntivo dei risultati

confrontati quelli del caso originario.

COMMENTO

Confrontando i risultati dopo la sostituzione dei valori di trasmittanza termica iniziali con quelli ricavati

attraverso la determinazione della stratigrafia creata precedentemente in questa fase (valori che

risultano inferiori del 50% rispetto ai minimi di legge), si nota quasi un dimezzamento dei valori di Qh,

dovuto all’inserimento dei valori di trasmittanza termica delle coperture inclinate, delle superfici

opache e dei pavimenti notevolmente inferiore a quelli precedenti.

In particolare, è importante osservare come già gli apporti solari gratuiti delle superfici opache inizino

a diminuire attraverso l’utilizzo di vetrate triple a due lastre con trattamento superficiale e gas in

intercapedine Xenon (fattore solare 0.5), che riducono notevolmente rispetto a vetrate singole o

trattate in modo differente la quantità di energia che oltrepassa la superficie trasparente.

L’altra importante osservazione è il dimezzamento delle quantità di dispersioni per trasmissione:

l’area delle superfici opache non varia, ma diminuisce notevolmente la trasmittanza termica di

pareti, pavimenti e coperture: questo comporta una diminuzione della quantità di energia che

attraversa il corpo opaco e, di conseguenza, un valore totale di Qtr che passa da 76077,31 Wh a

47104,73 Wh. La differenza tra le dispersioni totali per trasmissione e gli apporti solari gratuiti passa

quindi da 57311,84 Wh a 30763,20 Wh.

Verifica della condensa superficiale e della condensa

3. nella massa. Analisi dei ponti termici.

La terza fase propone come obiettivo la verifica, per ogni componente opaco (pavimento,

struttura inclinata di copertura e parete verticale) e trasparente, dell’assenza di

condensazione superficiale e di condensazione interstiziale (solo per i componenti opachi).

È inoltre prevista l’analisi dei ponti termici presenti nell’edificio di progetto e il loro contributo

nelle dispersioni energetiche.

Affinché sia verificata l’assenza di condensa superficiale sulle pareti opache e su quelle

trasparenti è necessario che la temperatura della parete interna sia maggiore di quella di

rugiada: θsi θr

>

La temperatura al punto di rugiada si ricava dal diagramma psicometrico di Carrier e nella

zona considerata corrisponde a 15°C. La temperatura della parete interna invece si ricava

dalla seguente formula:

− ( − )

ℎ

Il calcolo viene effettuato sull’elemento di maggiore dispersione termica, ovvero il

serramento. La temperatura esterna invernale di progetto è pari a -5°C, mentre quella

interna a 20°C.

La temp