5. CALCOLO DEL FABBISOGNO ENERGETICO
5.1. Verifiche delle prestazioni energetiche dell’edificio
L’edificio in esame è situato a Putignano, nel Comune di Pisa ed è caratterizzato dai seguenti dati di partenza:
Tipologia di edificio: Scuola dell'infanzia.
Categoria di edificio (DPR 412/93): E.7 - Edifici adibiti ad attività scolastiche. Tipologia di intervento secondo DLgs 192/05: edificio di nuova costruzione. Gradi-Giorno (GG): 1694 GG.
Zona climatica: Zona D - 1400 < GG < 2100.
Coordinate geografiche del sito [Putignano, Comune di Pisa (PI)]: - latitudine: 43°42' N;
- longitudine: 10°24' E; - quota s.l.m.: 4 m.
Ai fini delle verifiche energetiche da effettuare, si può fare riferimento all'utilissima sintesi aggiornata del quadro normativo nazionale eseguita dall'ANIT, in funzione di:
Tipo di utenza così come definita dal DPR n°412/93: CATEGORIE EDIFICI (DPR 412/93) E. 1 (1) EDIFICI RESIDENZIALI con occupazione continuativa E. 1 (1) EDIFICI RESIDENZIALI con occupazione saltuaria
E. 1 (1) EDIFICI adibiti ad ALBERGO, PERNSIONE ed attività similari E. 2 EDIFICI per UFFICI e assimilabili
E. 3 OSPEDALI, CASE I CURA e CLINICHE
E. 4 EDIFICI adibiti ad attività RICREATIVE, associative o di culto e assimilabili E. 5 EDIFICI adibiti ad attività COMMERCIALI
E. 6 EDIFICI adibiti ad attività SPORTIVE E. 7 EDIFICI adibiti ad attività SCOLASTICHE
E. 8 EDIFICI INDUSTRIALI E ARTIGIANALI riscaldati per il comfort degli occupanti
Per edifici di nuova costruzione, adibiti ad attività scolastiche e con impianti in esso contenuti, le verifiche da eseguire, secondo l'art.4 del DPR 59/09, sono esposte qui di seguito:
Quindi secondo l'art. 4 del DPR n°59/09, le verifiche da eseguire sono le seguenti:
A. Verificare che:
EP i ≤ EP i,limite dove:
EPi rappresenta l'indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale;
EPi,limite è il suo valore limite calcolato in funzione della tipologia di edificio, della zona climatica, dei gradi giorno (GG) e del rapporto di forma dell'edificio (S/V).
Per la tipologia di edificio scolastico si ha la seguente tabella (Allegato C, DPR 192/05): TABELLA 1.6
EPi limite dal 1 gennaio 2010 - Valori limite per la climatizzazione invernale in kWh/m3 anno
S/V Zona climatica A B C D E F <600 GG 601 GG 900 GG 901 GG 1400 GG 1401 GG 2100 GG 2101 GG 3000 GG >3000 GG ≤0.2 2 2 3.6 3.6 6 6 9.6 9.6 12.7 12.7 ≥0.9 8.2 8.2 12.8 12.8 17.3 17.3 22.5 22.5 31 31
Tabella 5.1 - EPi limite dal 1 gennaio 2010
Per valori di S/V compresi nell’intervallo 0,2 e 0,9 e, analogamente, per gradi giorno (GG) intermedi ai limiti delle zone climatiche riportati in tabella, si procede mediante interpolazione lineare.
B. Verificare che:
EP e,invol ≤ EP e,invol limite dove:
EPe,invol rappresenta la prestazione energetica per il raffrescamento estivo dell'involucro
edilizio, pari al rapporto tra il fabbisogno annuo di energia termica per il raffrescamento dell'edificio, calcolata tenendo conto della temperatura di progetto estiva secondo la norma UNI/TS 11300-1 e il volume dell'edificio;
EPe,invol limite rappresenta il suo valore limite definibile dal DPR 59/09 in base alla tipologia di
edificio e alla zona climatica. Nel nostro caso è pari a: 10kWh/m3∙anno (edifici scolastici in zona climatica D).
E. Verificare che: U divisorio ≤ 0,8 W/ m2∙K
per tutti i divisori (verticali e orizzontali) di separazione tra edifici o unità immobiliari confinanti;
per tutte le strutture opache che delimitano verso l'ambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di riscaldamento.
F. Verificare l'assenza di condensazioni superficiali e che le condensazioni interstiziali
delle pareti opache siano limitate alla quantità rievaporabile secondo la normativa vigente UNI EN 13788.
Qualora non esista un sistema di controllo dell'umidità relativa interna, per i calcoli necessari si assumono i valori: UR = 65% e Tinterna = 20°C.
H. Il progettista per la limitazione dei fabbisogni per la climatizzazione estiva e per il
contenimento della temperatura interna negli ambienti:
valuta puntualmente e documenta l'efficacia dei sistemi schermanti delle superfici vetrate, interne o esterne, tali da ridurre l'apporto di calore per irraggiamento solare;
utilizza al meglio le condizioni ambientali esterne e le caratteristiche distributive degli spazi per favorire la ventilazione naturale dell'edificio;
adotta sistemi di ventilazione meccanica controllata nel caso non sia efficace lo sfruttamento della ventilazione naturale.
I. È resa obbligatoria la presenza di sistemi schermanti esterni. Qualora se ne dimostri la
non convenienza, questi sistemi possono essere omessi in presenza di superfici vetrate con fattore solare (UNI EN 410) minore o uguale a 0,5.
K. Verificare che in ogni locale o zona a caratteristiche termiche uniformi siano installati
dispositivi per la regolazione automatica della temperatura ambiente, per evitare il sovrariscaldamento per effetto degli apporti solari e degli apporti gratuiti.
L. Obbligo di utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia termica in grado di
coprire almeno il 55% del fabbisogno annuo di energia primaria richiesta dall'utenza per la produzione di acqua calda sanitaria (Dlgs 3 Marzo 2011 n.28).
M. Obbligo di utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica.
N. È obbligatoria l'installazione di impianti fotovoltaici per la produzione di energia
elettrica.
O. Obbligo di predisposizione delle opere necessarie a favorire il collegamento a reti di
teleriscaldamento nel caso di tratti di rete a una distanza inferiore e 1000 metri o in presenza di progetti approvati per la realizzazione di tale rete.
T. Per tutte le tipologie di edifici, in cui è prevista l'installazione di impianti di
climatizzazione invernali dotati di generatori alimentati da biomasse combustibili, in sede progettuale si procede alla verifica che la trasmittanza termica delle diverse strutture edilizia, opache e trasparenti, che delimitano l'edificio verso l'esterno o verso vani non riscaldati, non sia maggiore dei valori definiti nelle pertinenti tabelle all'Allegato C.
V. Sono prescritti, fermo restando quanto indicato dall'art. 5 comma 6 del DPR n°412/93
per gli impianti di potenza complessiva ≥350 kW all'articolo 5:
un trattamento chimico di condizionamento per impianti di potenza nominale del focolare complessiva ≤100 kW;
un trattamento di addolcimento per impianti di potenza nominale del focolare complessiva compresa tra 100 e 350 kW.
W. In tutti i casi di nuova costruzione o ristrutturazione di edifici pubblici o ad uso
pubblico devono essere rispettate le seguenti ulteriori disposizioni: il valore limite già riportato al punto A) è ridotto del 10%;
il valore limite del rendimento globale medio stagionale è calcolato con la seguente formula: ηg > (75 + 4 logPn) % ;
i predetti edifici devono essere dotati di impianti centralizzati per la climatizzazione invernale ed estiva, qualora quest'ultima fosse prevista.
5.2. Dati di progetto
I dati da prendere in considerazione ai fini delle verifiche energetiche sono: Dati relativi alle caratteristiche tipologiche dell'edificio:
- Volume interno (o netto) dell'ambiente climatizzato (V);
- Superficie utile (o netta calpestabile) dell'ambiente climatizzato (A pav);
- Superfici dei componenti dell'involucro e della struttura edilizia (A); - Orientamenti di tutti i componenti dell'involucro edilizio;
- Caratteristiche geometriche di tutti gli elementi esterni (altri edifici, aggetti, etc.) che ombreggiano i componenti vetrati dell'edificio.
Dati relativi alle caratteristiche termiche dell'edificio:
- Trasmittanze termiche dei componenti dell'involucro edilizio (U);
- Trasmittanze di energia solare totale dei componenti trasparenti dell'involucro edilizio (g gl);
- Fattori di assorbimento solare delle facce esterne dei componenti opachi dell'involucro edilizio (α sol,c);
- Emissività delle facce esterne dei componenti dell'involucro edilizio (ε);
- Fattori di riduzione della trasmittanza di energia solare totale di componenti trasparenti dell'involucro edilizio in presenza di schermature mobili (F sh);
- Fattori di riduzione dovuti al telaio dei componenti trasparenti dell'involucro edilizio (1-FF).
Dati climatici (cfr. paragrafo 4.5.):
- Valori medi mensili delle temperature esterne (Te) [°C];
- Irradianza solare totale media mensile sul piano orizzontale (I sol,h) [W/m2];
- Irradianza solare totale media mensile per ciascun orientamento (I sol) [W/m2];
Dati relativi alle modalità di occupazione ed utilizzo dell'edificio: - Temperatura interna di regolazione per il riscaldamento (Ti); - Temperatura interna di regolazione per il raffrescamento (Ti); - Numero di ricambi d'aria (n);
- Tipo di ventilazione (ventilazione naturale, ventilazione meccanica, etc.) e tipo di regolazione della portata di ventilazione (costante, variabile);
- Durata del periodo di riscaldamento (N H);
La durata della stagione di calcolo è determinata in funzione della zona climatica, secondo il seguente prospetto:
Zona climatica Inizio Fine
A 1 dicembre 15 marzo B 1 dicembre 31 marzo C 15 novembre 31 marzo D 1 novembre 15 aprile E 15 ottobre 15 aprile F 5 ottobre 22 aprile
Nel nostro caso (zona climatica D) la durata del periodo di riscaldamento dal 1° novembre al 15 aprile.
- Durata del periodo di raffrescamento (N C);
La stagione di raffrescamento è il periodo in cui è necessario un apporto dell'impianto di climatizzazione per mantenere all'interno dell'edificio una temperatura interna non superiore a quella di progetto:
T e = T i - Q gn / (H∙ τ day)
dove: Te è la temperatura esterna media giornaliera; Ti è la temperatura interna di regolazione estiva; Q gn sono gli apporti interni e solari medi giornalieri;
H è il coefficiente globale di scambio termico dell'edificio[ W/K], pari alla somma dei coefficienti globali di scambio termico per trasmissione e ventilazione, corretti per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno;
τ day è la durata del giorno.
- Regime di funzionamento dell'impianto di climatizzazione; - Modalità di gestione delle chiusure oscuranti;
- Modalità di gestione delle schermature mobili; - Apporti di calori interni (Q int).
5.3. Le procedure di calcolo per il fabbisogno energetico
5.3.1. I fabbisogni energetici per riscaldamento e raffrescamento QH,nd e QC,nd
Le norme italiane UNI/TS 11300-1 e UNI/TS 11300-2 definiscono le modalità per l'applicazione nazionale della UNI EN ISO 13790:2008. In particolare la UNI/TS 11300-1 definisce il metodo per il calcolo su base mensile dei fabbisogni di energia termica per riscaldamento (QH,nd) e per raffrescamento (QC,nd).
La norma è rivolta a tutte le possibili applicazioni previste dalla UNI EN ISO 13790:2008: calcolo di progetto (design rating), valutazione energetica di edifici attraverso il calcolo in condizioni standard (asset rating) o in particolari condizioni climatiche e d'esercizio (tailored rating), quest'ultima è la valutazione cosiddetta: "adattata all'utenza".
Nel nostro caso ci riferiremo al "metodo di calcolo di progetto", basato sui dati di progetto e da impiegarsi nel caso di edifici di nuova costruzione o totalmente ristrutturati, indipendentemente dalle loro dimensioni.
La UNI/TS 11300-2 invece definisce le modalità di calcolo del fabbisogno di energia primaria (EP) del sistema edificio-impianto a partire dal fabbisogno di energia termica per la climatizzazione invernale e la produzione di acqua calda sanitaria, passando attraverso il calcolo dei rendimenti dell'impianto termico installato.
Il metodo proposto dalla norma UNI EN ISO 13790:2008 prevede i seguenti passi:
1. definizione dei confini dell'insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell'edificio;
2. definizione dei confini delle diverse zone termiche (ZT), se richiesta; tali confini sono costituiti da tutti gli elementi edilizi che separano lo spazio riscaldato dall'ambiente esterno o dalle altre zone adiacenti, non riscaldate o caratterizzate da una diversa temperatura di set point o da un diverso regime di riscaldamento.
3. definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno;
4. calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell'edificio, dei fabbisogni di energia termica per il riscaldamento (QH,nd) e il raffrescamento (QC,nd);
5. aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone servite dagli stessi impianti.
Al punto 4) della procedura i fabbisogni di energia termica per riscaldamento e raffrescamento si calcolano, per ogni zona termica (ZT) dell'edificio e per ogni mese, mediante un bilancio di energia termica dello spazio confinato (climatizzato) impostato come segue:
nella stagione di riscaldamento:
QH,nd = QH,ht - ηH,gn ∙ Qgn = (QH,tr + Qu,ve) - ηH,gn ∙ (Qint + Qsol) [MJ] (1)
nella stagione di raffreddamento:
Qc,nd = Qgn - ηC,ls ∙ Qc,ht = (Qint + Qsol) - ηC,ls ∙ (Qc,tr + Qc,ve) [MJ] (2)
Si tratta di un bilancio che considera solo il calore sensibile, in esso compaiono i seguenti termini, che rappresentano quantità di energia [MJ] riferite al periodo di calcolo:
QH,nd è il fabbisogno ideale di energia termica dell'edificio per riscaldamento; Qc,nd è il fabbisogno ideale di energia termica dell'edificio per raffrescamento;
QH,ht è lo scambio termico totale tra ambiente confinato ed esterno nel caso di
riscaldamento;
QC,ht è lo scambio termico totale tra ambiente confinato ed esterno nel caso di
raffrescamento;
QH,tr è lo scambio termico per trasmissione nel periodo di riscaldamento; QC,tr è lo scambio termico per trasmissione nel periodo di raffrescamento; QH,ve è lo scambio termico per ventilazione nel periodo di riscaldamento; QC,ve lo scambio termico per ventilazione nel periodo di raffrescamento; Qgn sono i guadagni termici totali;
Qint sono i guadagni termici interni; Qsol sono i guadagni termici solari;
ηH,gn è il fattore di utilizzazione degli apporti termici; ηC,ls è il fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche.
Le grandezze sopra elencate si possono trovare nel dettaglio all'interno delle norme UNI/TS 11300-1 e -2.
5.3.2. Calcolo delle trasmittanze U degli elementi di involucro
Ai fini del calcolo della trasmittanza termica dei componenti opachi, le proprietà termofisiche dei materiali sono ricavate dai dati di accompagnamento della marcatura CE (ove disponibile) oppure dalla UNI 10351 (sulle proprietà dei materiali) o dalla UNI EN 1745.
I coefficienti superficiali di scambio termico e le resistenze termiche delle intercapedini d'aria sono stabiliti dalla UNI EN ISO 6946. Da quest'ultima norma sono deducibili anche i valori dei coefficienti liminari α interno ed esterno come:
- Coefficiente e resistenza liminare esterna: αe = 25 W/(m2∙K)
Re = 1/αe = 0,040 (m2∙K)/W
- Coefficiente e resistenza liminare interna: αi = 7,7 W/(m2∙K)
Ri = 1/αi = 0,130 (m2∙K)/W
Il valore della trasmittanza U di una parete dell'involucro edilizio (o di una qualsiasi parte dell'edificio che disperde calore) è facilmente calcolabile con la seguente formula per pareti con n strati:
R = 1/αi + d1/λ1 + d2/λ2 + ... + dn/λn + 1/αe Resistenza termica [(m2∙K)/W] (3)
U = 1/R Trasmittanza termica [W/(m2∙K)] (4)
dove:
αi è il coefficiente di adduzione interno [W/(m2∙K)]
αe è il coefficiente di adduzione esterno [W/(m2∙K)]
d è lo spessore dell'elemento [m]
λ è la conducibilità del materiale [W/m∙K]
La trasmittanza delle finestre si calcola secondo la UNI EN ISO 10077-1.
L'effetto dell'isolamento notturno, quello dovuto alla presenza di una chiusura oscurante, deve essere tenuto in conto mediante la frazione adimensionale della differenza cumulata di temperatura fshutt, derivante dal modello orario di utilizzo:
Uw.corr = Uw+shutt ∙ fshutt + Uw ∙ (1-fshutt)
dove:
Uw è la trasmittanza termica della finestra senza chiusura oscurante;
Uw,corr è la trasmittanza termica ridotta della finestra e della chiusura oscurante;
Uw+shutt è la trasmittanza termica della finestra e della chiusura oscurante insieme;
fshutt è la frazione adimensionale della differenza cumulata di temperatura, derivante dal
profilo orario di utilizzo della chiusura oscurante e dal profilo orario della differenza tra temperatura interna ed esterna.
5.3.3. Domanda di energia primaria per climatizzazione
La domanda termica stagionale per climatizzazione risulta dalla sommatoria delle domande termiche mensili estesa a tutti i mesi e periodi sub-mensili interessati.
Nell'arco di un dato periodo la domanda di energia primaria per climatizzazione, ovvero l'input energetico del sistema impiantistico (EPi ed EPe), è calcolabile dividendo il fabbisogno di energia termica per riscaldamento QH,nd o per raffrescamento QC,nd dell'edificio
per il prodotto dei vari rendimenti delle parti di impianto: di regolazione, di erogazione, di distribuzione e di produzione, calcolabili secondo la UNI/TS 11300-2.
Questa domanda di energia primaria corrisponde al potere calorifico inferiore del combustibile utilizzato, in base ad esso si può ricavare la quantità di combustibile necessaria.
Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale (EPi) L'indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale EPi è dato da:
EP i = QH,nd / η g [kWh/(m2∙anno)] (5)
dove:
QH,nd è il fabbisogno ideale di energia termica dell'edificio per riscaldamento;
η g è il rendimento globale medio stagionale, dato da:
η g = η e ∙ η d ∙ η a ∙ η gn (6)
dove: η e = rendimento di emissione; η d = rendimento di distribuzione; η a = rendimento di accumulo; η gc = rendimento di generazione.
Calcolo del valore limite EP i,limite :
Il DLgs n°192/2995 e s.m.i. e i relativi Decreti attuativi impongono, per gli edifici di nuova costruzione, il rispetto di alcuni parametri tra cui un consumo energetico inferiore a un certo limite (EP i,limite); questo limite dipende in modo diretto dai gradi giorno del Comune in cui si
trova l'edificio da costruire e dal rapporto di forma S/V dell'edificio stesso (cfr. il paragrafo 4.6.1. per la spiegazione del rapporto di forma S/V).
Per il progetto in esame, in zona climatica D, caratterizzato da 1694 GG e un rapporto S/V di 0,5, si ha:
Gradi Giorno (GG) - Zona climatica D 1401 GG 1694 GG 2100 GG S/V ≤ 0,2 6 x 9,6 0,5 EP i,limite * ≥ 0,9 17,3 y 22,5
Tabella 5.2 - Calcolo del EPi, limite in base ai gradi giorno e al rapporto S/V
Per i valori S/V compresi nell'intervallo 0,2-0,9 e, analogamente, per i gradi giorno (GG) intermedi ai limiti delle zone climatiche riportati in tabella, si procede al calcolo del valore limite mediante interpolazione lineare.
x = 9,6 - [(9,6 - 6) ∙ (2100 - 1694)] / (2100 - 1401) = 7,51 kWh/(m2∙anno) y = 22,5 - [(22,5 - 17,3) ∙ (2100/1694)] / (2100 - 1401) = 19,47 kWh/(m2∙anno) da cui EP i,limite * = y - [(y - x) ∙ (0,9 - 0,5)] / (0,9 - 0,2) = 12,63 kWh/(m2∙anno)
Il DPR n°59/09 prevede inoltre che in tutti i casi di nuova costruzione o ristrutturazione di edifici pubblici adibiti ad uso pubblico, il valore limite EP i,limite sia ridotto del 10%; di
conseguenza si otterrà:
EP i,limite = EP i,limite * ∙ 0,9 = 11,37 kWh/(m2∙anno)
In Italia attualmente il riferimento normativo all'anno 2010 per la costruzione di nuovi edifici rappresenta la minima prestazione energetica che gli stessi edifici devono garantire; indicheremo questo limite con EP iL(2010).
La classificazione energetica è effettuata considerando frazioni e multipli di questo EP iL(2010).
come esposto nella tabella 5.3.
In questa classificazione non è necessario evidenziale in quale zona climatica si trova l'edificio perché, tenendo conto in modo intrinseco dei gradi giorno attraverso l' EP iL(2010), la
classe energetica dell'edificio non dipende dalla localizzazione geografica dello stesso e per lo stesso motivo non dipende nemmeno dal fattore di forma S/V.
Indice di prestazione energetica per la climatizzazione estiva (EP e,invol)
L'indice di prestazione energetica per la climatizzazione estiva EP e,invol è definito come il
rapporto tra il fabbisogno energetico per raffrescamento del volume confinato dall'involucro edilizio e la superficie calpestabile dello stesso. È espresso in kWh/(m2∙anno), pertanto si tratta di energia fornita dall'impianto all'edificio; non tiene conto dei rendimenti impiantistici e non si tratta di energia primaria. È dato da:
EP e,invol = Q C,nd / A pav [kWh/(m2∙anno)] (7)
dove:
Q C,nd è il fabbisogno ideale di energia termica dell'edificio per raffrescamento;
A pav è la superficie utile (o l'area netta calpestabile) dell'ambiente climatizzato
Il valore di EPe,invol può essere calcolato anche sul volume, a seconda della tipologia di
edificio, come ad esempio, nel presente caso di edilizia scolastica.
Valore limite EPe, invol, limite :
EP e, invol, limite è definito dal DLgs n°192/2995 in base alla tipologia di edificio e alla zona
climatica come riportato di sotto:
5.4. Verifiche termiche e igrometriche dell'involucro edilizio per la scuola
dell'infanzia
Per quanto riguarda l'isolamento termico è stata posta particolare attenzione nella progettazione delle pareti esterne costituenti l’involucro al fine di limitare al minimo le dispersioni energetiche per trasmissione con l’ambiente esterno e garantire livelli di comfort ottimali all’interno. Sono state condotte, quindi, due tipi di operazioni:
1. Calcolo del valore della trasmittanza U dei componenti e del flusso di potenza
termica, necessario per calcolare, poi, le perdite per trasmissione dell’involucro e le relative dispersioni termiche.
Sebbene non esistano indicazioni cogenti da operare nella verifica dei valori di trasmittanza termica per nuovi edifici, è opportuno controllare che esse restino al di sotto di determinati valori in modo da avere bassi valori di dispersioni termiche. Infatti, con l’entrata in vigore del D.lgs.311/06 tale verifica non è più resa obbligatoria e da un’impostazione di tipo prescrittivo si è passati ad un’impostazione di tipo prestazionale basata sulla verifica dell’indice di prestazione energetica (EP) dell’edificio. Come parametri di confronto si riportano comunque i valori limite indicati nel D.Lgs 192/05 per la zona climatica D, con particolare riferimento ai valori in vigore dal 1° Gennaio 2010:
Si ricordano, inoltre, le indicazioni date in merito alla trasmittanza dei componenti opachi e finestrati per una casa passiva, come suggerito da ricercatori del TAD1: - pareti esterne: U = 0,15 W/m2K
- copertura: U = 0,13 W/m2K
- solaio verso cantina non riscaldata: U = 0,17 W/m2K - parete verso terreno: U = 0,18 W/m2K
- pavimento verso terreno: U = 0,2 W/m2K - chiusure trasparenti: U = 0,8 W/m2K.
2. Verifica termo-igrometrica dei componenti, secondo la UNI EN ISO 13788, che
riguarda la verifica di criticità di condensa superficiale e del rischio di condensa interstiziale.
Per quanto riguarda la prima verifica, quella di condensa superficiale, si definisce "Mese Critico" il mese con più alto fattore di temperatura superficiale interna, che viene indicato con fRSImax2 (il massimo dei vari mesi).
fRSI è il valore effettivo in esercizio del fattore di temperatura in corrispondenza
della superficie interna del componente, funzione unicamente della stratigrafia della struttura.
La verifica della criticità di condensa superficiale risulta positiva (assenza di condensa superficiale) nel caso in cui fRSImax < fRSI; in caso contrario la formazione
di condensa sulla superficie interna della struttura può provocare il deterioramento della struttura stessa o l'insorgere di condizioni non igieniche (crescita muffe, fenomeni di corrosione, ecc.).
Per quanto concerne la verifica del rischio di condensa interstiziale, sono fondamentali i valori di:
- quantità massima di condensa durante l'anno (Ma), in g/m2, pari al valore massimo della quantità di vapore mensilmente accumulata nel periodo di calcolo;
1
TAD. Dipartimento di Tecnologie dell’Architettura e Design “P. Spadolini” Università degli Studi di Firenze.
2
fRSi fattore di temperatura in corrispondenza alla superficie interna: il rapporto tra la differenza tra la
temperatura della superficie interna e dell’aria interna e la differenza tra la temperatura dell’aria interna e dell’aria esterna calcolata con una resistenza superficiale interna RSi:
- quantità di condensa ammissibile (M lim), in g/m2, spesso pari al 2% della massa superficiale dello strato bagnato interessato.
Secondo la UNI EN 13788 non sempre la possibilità di condensazione è condizione
assoluta di inaccettabilità del manufatto. La struttura è considerata accettabile quando:
- la massa di condensa accumulabile nel periodo di condensazione non supera il 2% della massa secca dello strato interessato: la conseguente variazione della conduttività di calcolo risulta in tal caso non determinante (Ma < Mlim);
- non si ha formazione di condensa a temperatura inferiore a 0 °C: diversamente il ghiaccio, in particolare negli strati più densi, può essere causa di azioni meccaniche in grado di danneggiare la struttura;
- il periodo di asciugatura estiva assicura la completa evaporazione della condensa, eventualmente formatasi d’inverno.
Riportiamo nel paragrafo successivo, le verifiche termo-igrometriche per la parete esterna in x-lam.
Per le verifiche di tutti i componenti dell'involucro edilizio, sia i componenti opachi che quelli finestrati, della scuola d'infanzia in progetto, si rimanda all'Appendice I.
5.4.1. Verifiche termo-igrometriche delle pareti esterne: PARETE ESTERNA
Trasmittanza termica 0,168 W/m2K
Spessore 429 mm
Stratigrafia:
N. Descrizione strato Spessore (mm)
Conduttività termica (W/mK) Resistenza termica (m2K/W)
- Resistenza superficiale interna - - 0,130
1 Cartongesso 12,5 mm (per THERMOGES) 13,00 0,211 0,059
2 Pannello naturale in fibra di legno per BIO 30,00 0,040 0,750
3 Barriera vapore in bitume puro 1,00 0,170 1,375
4 Legno di abete flusso perpend. alle fibre 165,00 0,120 1,750
5 Pannello naturale in fibra di legno per BIO 140,00 0,040 1,750
6 Intercapedine debolmente ventilata
Av=1400 mm²/m 50,00 - -
7 Muratura in laterizio pareti esterne (um.
1.5%) 30,00 0,540 0,055
- Resistenza superficiale esterna - - 0,055
Calcolo della resistenza termica (R) e della trasmittanza termica (U) della parete: R = 1/αi + d1/α1 + d2/α2 + ... + dn/αn + de/αe = 6,234 m2K/W
U = 1 / R = 0,168 W/m2K
Valore limite di trasmittanza termica (Ulimite) per la zona D secondo il D.L. 311/2006: U limite = 0,36 W/m2K
Possiamo osservare che si rispettano ampiamente i minimi di legge, nell'ottica di realizzare un edificio a energia "quasi" zero:
Diagramma di Glaser
Il diagramma di Glaser è un metodo grafico che permette lo studio del fenomeno della condensa all'interno di una parete costituita da uno o più strati. In questo caso si può osservare che la pressione di vapore all'interno della parete si mantiene sempre inferiore alla pressione di saturazione del vapore, quindi non si verificano fenomeni di condensa interstiziale.
