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Politecnico di Bari
Corso di Laurea in Ingegneria Edile
A.A. 2013-2014
Modulo II:
Il Benessere
Il Benessere Termico

Il benessere termico
Il benessere termico è una condizione fisica e psicologica in cui un individuo
esprime soddisfazione nei confronti dell’ambiente termico in cui è immerso.
Tale soddisfazione riguarda due aspetti:
Neutralità termica fra temperatura interna e superficiale del corpo
Bilancio energetico fra energia metabolica prodotta e energia dispersa
nell’ambiente
Il corpo umano ha un efficiente meccanismo di termoregolazione, tale da
mantenere la temperatura a un valore costante di circa 37° C.
Il benessere

Il benessere termico
I parametri da cui dipende il benessere termico sono riconducibili a:
Caratteristiche microclimatiche dell’ambiente: Temperatura, Umidità relativa e
Velocità dell’aria, Temperatura media radiante
Condizioni dell’individuo: Metabolismo energetico e Isolamento
dell’abbigliamento
Le caratteristiche microclimatiche vengono
misurate in sito con centraline di
multiacquisizione.
La temperatura media radiante è un
indicatore degli scambi di energia fra
individuo e ambiente per solo
irraggiamento.
Si misura con il globometro, una sfera
metallica nera di spessore sottile, dotata di
un sensore di temperatura all’interno.
Centralina di multiacquisizione microclimatica
Il benessere

Il benessere termico
I parametri da cui dipende il benessere termico sono riconducibili a:
Caratteristiche microclimatiche dell’ambiente: Temperatura, Umidità relativa e
Velocità dell’aria, Temperatura media radiante
Condizioni dell’individuo: Metabolismo energetico e Isolamento
dell’abbigliamento
Il metabolismo energetico è un indicatore
della potenza , all’unità di superficie
corporea, necessaria allo svolgimento di
un’attività.
Viene espresso in MET = W/mq
Il benessere

Il benessere termico
I parametri da cui dipende il benessere termico sono riconducibili a:
Caratteristiche microclimatiche dell’ambiente: Temperatura, Umidità relativa e
Velocità dell’aria, Temperatura media radiante
Condizioni dell’individuo: Metabolismo energetico e Isolamento
dell’abbigliamento
L’ isolamento dell’abbigliamento è un
indicatore della resistenza termica alla
dispersione di energia.
Viene espresso in CLO
Il benessere

Il benessere termico
Valori dell’energia metabolica in funzione dell’attività
Il benessere

Il benessere termico
Valori dell’indice di isolamento di diversi capi di abbigliamento
Il benessere

Il benessere termico
Valori dell’indice di isolamento di diversi capi di abbigliamento
Il benessere

PMV e PPD
La norma UNI EN ISO 7730:2006 introduce 2 indicatori per prevedere la
sensazione di soddisfazione termica e il livello di disagio termico delle persone
esposte ad ambienti termici moderati, in funzione dei 6 parametri da cui
dipende il benessere termico:
PMV (Voto Medio Previsto). E’ un indice che prevede il valore medio dei voti di un
consistente gruppo di persone sulla scala di sensazione termica a 7 punti.
+3 Molto caldo
+2 Caldo
+1 Abbastanza caldo
0 Né caldo né freddo
-1 Abbastanza freddo
-2 Freddo
-3 Molto freddo
Il benessere

PMV e PPD
La norma UNI EN ISO 7730:2006 introduce 2 indicatori per prevedere la
sensazione di soddisfazione termica e il livello di disagio termico delle persone
esposte ad ambienti termici moderati, in funzione dei 6 parametri da cui
dipende il benessere termico:
PPD (Percentuale Prevista di Insoddisfatti). E’ un indice che fornisce una
previsione quantitativa della percentuale di persone termicamente insoddisfatte che
sentono troppo caldo o troppo freddo.
Il benessere

PMV e PPD
In base ai valori di PMV e PPD, la norma stabilisce delle categorie di benessere
termico.
Categoria PPD (%) PMV
A < 6 -0,2 < PMV < +0,2
B < 10 -0,5 < PMV < +0,5
C < 15 -0,7 < PMV < +0,7
Essendo il calcolo di PMV, in funzione di T a , T r , U r , V a , I clo e E m , molto complesso,
si può ricorrere a software di calcolo o a tabelle fornite dalla norma UNI.
Per utilizzare le tabelle occorre calcolare la Temperatura Operativa T o :
T o = A x T a + (1 – A) T r
con A = 0,5 oppure 0,6 oppure 0,7
Se Va < 0,2 oppure 0,2 < Va < 0,6 oppure 0,6 < Va < 1
Il benessere

PMV e PPD
Ur = 50%
E m = 0,8 - 1 - 1,2 - 1,4 - 1,6 - 1,8 - 2 - 3 - 4
met
I clo = 0 - 0,25 - 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 – 2
Il benessere

La norma UNI EN ISO 7730:2006 richiede che per l’individuazione della
categoria di benessere termico, insieme a PMV e PPD, che esprimono il disagio
da caldo o da freddo del corpo nel suo complesso, siano verificati altri
indicatori di disagio termico locale, legato al riscaldamento o raffreddamento di
una particolare parte del corpo:
Differenza verticale della temperatura dell’aria
Pavimenti caldi e freddi
Asimmetria radiante
Correnti d’aria
Disagio termico locale
Il benessere

Disagio termico locale
La norma UNI EN ISO 7730:2006 richiede che per l’individuazione della
categoria di benessere termico, insieme a PMV e PPD, che esprimono il disagio
da caldo o da freddo del corpo nel suo complesso, siano verificati altri
indicatori di disagio termico locale, legato al riscaldamento o raffreddamento di
una particolare parte del corpo:
Differenza verticale della temperatura dell’aria
Categoria C (PPD < 10%)
Categoria B (PPD < 5%)
Categoria A (PPD < 3%)
Il benessere

La norma UNI EN ISO 7730:2006 richiede che per l’individuazione della
categoria di benessere termico, insieme a PMV e PPD, che esprimono il disagio
da caldo o da freddo del corpo nel suo complesso, siano verificati altri
indicatori di disagio termico locale, legato al riscaldamento o raffreddamento di
una particolare parte del corpo:
Pavimenti caldi e freddi
Disagio termico locale
Categoria C (PPD < 15%)
Categoria A e B (PPD < 10%)
Il benessere

La norma UNI EN ISO 7730:2006 richiede che per l’individuazione della
categoria di benessere termico, insieme a PMV e PPD, che esprimono il disagio
da caldo o da freddo del corpo nel suo complesso, siano verificati altri
indicatori di disagio termico locale, legato al riscaldamento o raffreddamento di
una particolare parte del corpo:
Asimmetria radiante
Disagio termico locale
Categoria C (PPD < 10%)
Categoria A e B (PPD < 5%)
Il benessere

La norma UNI EN ISO 7730:2006 richiede che per l’individuazione della
categoria di benessere termico, insieme a PMV e PPD, che esprimono il disagio
da caldo o da freddo del corpo nel suo complesso, siano verificati altri
indicatori di disagio termico locale, legato al riscaldamento o raffreddamento di
una particolare parte del corpo:
Correnti d’aria
Disagio termico locale
Categoria A Categoria B Categoria C
Il benessere

Il bilancio termico dell’edificio
Qt
Qu
Dispersioni
Qt (strutture)
Qg (terreno)
Qu (locali non riscaldati)
Qv (ventilazione)
Qa (locali a T=cost)
Qs
Qv
Qg
Qi
Qi
Qc
Qa
Guadagni
Qs (sole)
Qi (persone,
elettrodomestici)
Qc (impianto
riscaldamento)
Qt + Qg + Qu + Qv + Qa – Qs – Qi – Qc = 0
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture (Qt)
La quantità di calore (Qt) che può essere dispersa attraverso le strutture
dipende dalle caratteristiche fisiche dei materiali e dei componenti
costruttivi.
In particolare, possono essere studiate in tre casi specifici:
Qt 1 = Dispersioni attraverso le strutture opache
Qt 2 = Dispersioni attraverso le strutture trasparenti
Qt 3 = Dispersioni attraverso i ponti termici
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
La trasmittanza U [W/(m 2 x K] è definita come il flusso di calore che, in
condizioni di regime, attraversa una superficie unitaria per ogni grado di
differenza fra le temperature degli ambienti da essa separati.
Nel caso di una struttura opaca (es. parete), la trasmittanza si calcola come:
U =
1
R t
=
1
(1/R i ) + R 1 + R 2 + …. + R n + (1/R e )
dove R i e R e sono le resistenze termiche superficiali dipendenti dalla posizione
della parete nell’edificio
R 1 , R 2 , …, R n sono le resistenze termiche utili degli strati componenti la parete
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Determinazione delle resistenze termiche superficiali
Tipo di struttura Ri [W/(m 2 x K)] Re [W/(m 2 x K)]
Verticale esterna 8 23
Verticale interna 8 8
Orizzontale esterna flusso ascendente 9,3 23
Orizzontale esterna flusso discendente 9,3 9,3
Orizzontale interna flusso ascendente 5,8 16,0
Orizzontale interna flusso discendente 5,8 5,8
Determinazione delle resistenze termiche utili
R =
s
m 2 x K
W
λ
dove s è lo spessore della parete (m)
λ è il coefficiente di conduttività termica (W/m K), riportati dalla UNI 10351 e in
letteratura tecnica
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Per il calcolo del coefficiente di conduttività termica in un intercapedine
d’aria, si può ricorrere alla seguente tabella
Spessore
intercapedine
d'aria (mm)
R [W/(m 2 K)]
Flusso
Ascendente
Flusso
Orizzontale
0 0,00 0,00 0,00
5 0,11 0,11 0,11
7 0,13 0,13 0,13
10 0,15 0,15 0,15
15 0,16 0,17 0,17
25 0,16 0,18 0,19
50 0,16 0,18 0,21
100 0,16 0,18 0,22
300 0,16 0,18 0,23
Flusso
Discendente
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Esempio 1. Calcolo della trasmittanza di un muro perimetrale
Intonaco interno di calce e gesso s=0,01m
Muratura in mattoni forati s=0,12m
Intercapedine d’aria s=0,05m
Muratura in mattoni forati s=0,12m
Intonaco esterno di cemento e calce s=0,02m
Strato s [m] λ [W/(m K)] R [(m 2 K)/ W]
Ri 8 0,125
Intonaco interno 0,01 0,7 0,014
Mattone semipieno 0,12 0,36 0,333
Intercapedine d'aria 0,05 0,18
Mattone semipieno 0,12 0,36 0,333
Intonaco esterno 0,02 1 0,02
Re 23 0,043
Resistenza termica del muro (Rt) 1,05
Trasmittanza del muro (U = 1/Rt) 0,95
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Esempio 2. Calcolo della trasmittanza di un muro perimetrale
Intonaco interno di calce e gesso s=0,01m
Muratura in mattoni forati s=0,12m
Isolante in lana di roccia s=0,05m
Muratura in mattoni forati s=0,12m
Intonaco esterno di cemento e calce s=0,02m
Strato s [m] λ [W/(m K)] R [(m 2 K)/ W]
Ri 8 0,125
Intonaco interno 0,01 0,7 0,014
Mattone semipieno 0,12 0,36 0,333
Lana di roccia 0,05 0,04 1,25
Mattone semipieno 0,12 0,36 0,333
Intonaco esterno 0,02 1 0,02
Re 23 0,043
Resistenza termica del muro (Rt) 2,12
Trasmittanza del muro (U = 1/Rt) 0,47
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Esempio 3. Calcolo della trasmittanza di un solaio piano di copertura
Intonaco interno di calce e gesso s=0,01m
Solaio in latero-cemento s=0,3m
Massetto in calcestruzzo s=0,06m
Isolante in lana di roccia s=0,07m
Impermeabilizzazione s=0,05m
Strato s [m] λ [W/(m K)] R [(m 2 K)/ W]
Ri 9,3 0,107
Intonaco interno 0,01 0,7 0,014
Solaio latero-cemento 0,30
Massetto in cls 0,06
0,8 0,45
Isolante lana di roccia 0,07 0,04 1,75
Impermeabilizzazione 0,05 0,8 0,062
Re 23 0,04
Resistenza termica del solaio (Rt) 2,42
Trasmittanza del solaio (U = 1/Rt) 0,41
Il benessere

Il benessere
Verifiche in opera

Verifiche in opera
Indagini termografiche
La termografia consente di rilevare la temperatura delle superfici,
attraverso la misura della radiazione emessa nel campo dell’infrarosso.
Ogni corpo con temperatura superiore a 0°K emette radiazioni nel campo
dell’infrarosso, secondo la legge di Stefan – Boltzmann:
E = εσT 4
dove E è il flusso di energia emesso dalla superficie (W/ m 2 )
è una costante adimensionale detta emissività e dipende dal materiale utilizzato (circa 0,9
per i materiali da costruzione)
σ è una costante che vale 5,67 W/m 2 K 4
T è la temperatura assoluta (°K) della superficie dalla quale proviene il flusso energetico
Definito un valore di emissività caratteristico della superficie indagata, la
termocamera traduce i valori di radiazione infrarossa rilevati in mappe di
temperatura, generalmente in scala cromatica
Il benessere

Verifiche in opera
Emissività dei materiali da costruzione
La termografia quantitativa mira a
stimare la temperatura delle superfici
sulla base della misura della radiazione
emessa nell’infrarosso. Richiede la
valutazione precisa dell’emissività di ogni
superficie indagata.
La termografia qualitativa, che viene
usata nelle valutazioni energetiche, mira
a individuare la presenza di materiali a
comportamento termico diverso.
Richiede l’indicazione di un valore medio
di emissività rappresentativo di tutte le
superfici indagate.
Materiale
Laterizio rosso 0,92
Laterizio grigio 0,92
Legno di pino non trattato 0,9
Pannello in fibra di legno 0,85
Pannello di cartongesso 0,9
Calcestruzzo 0,95
Stucco bianco 0,88
Piastrelle porcellana 0,92
Acciaio inox 0,18
Lamiera di zinco 0,2
Alluminio 0,05
Emissività di alcuni materiali da costruzione
ε
Il benessere

Verifiche in opera
Finalità dell’indagine termografica
Mappatura dei materiali
Individuazione dei ponti termici
Individuazione di aree di
dispersione di calore
Individuazione di infiltrazioni
d’aria
Individuazione di aree umide
Localizzazione e caratterizzazione
degli impianti
Mappatura dei materiali e individuazione del
sistema costruttivo con rilievo dimensionale
Il benessere

Verifiche in opera
Finalità dell’indagine termografica
Mappatura dei materiali
Individuazione dei ponti termici
Individuazione di aree di
dispersione di calore
Individuazione di infiltrazioni
d’aria
Individuazione di aree umide
Localizzazione e caratterizzazione
degli impianti
Individuazione di ponti termici
Il benessere

Verifiche in opera
Finalità dell’indagine termografica
Mappatura dei materiali
Individuazione dei ponti termici
Individuazione di aree di
dispersione di calore
Dispersioni di calore per difetto di isolamento
Individuazione di infiltrazioni
d’aria
Individuazione di aree umide
Localizzazione e caratterizzazione
degli impianti
Dispersioni di calore in prossimità del radiatore
Il benessere

Verifiche in opera
Finalità dell’indagine termografica
Mappatura dei materiali
Individuazione dei ponti termici
Individuazione di aree di
dispersione di calore
Infiltrazioni d’aria all’attacco di travi lignee di copertura
Individuazione di infiltrazioni
d’aria
Individuazione di aree umide
Localizzazione e caratterizzazione
degli impianti
Infiltrazioni d’aria in prossimità di una finestra
Il benessere

Verifiche in opera
Finalità dell’indagine termografica
Mappatura dei materiali
Individuazione dei ponti termici
Individuazione di aree di
dispersione di calore
Infiltrazioni d’acqua da terrazza
Individuazione di infiltrazioni
d’aria
Individuazione di aree umide
Localizzazione e caratterizzazione
degli impianti
Perdita da tubazione
Il benessere

Verifiche in opera
Finalità dell’indagine termografica
Mappatura dei materiali
Individuazione dei ponti termici
Individuazione di aree di
dispersione di calore
Individuazione di infiltrazioni
d’aria
Determinazione dei valori minimi, medi e massimi
di temperatura di pavimento radiante
Individuazione di aree umide
Localizzazione e caratterizzazione
degli impianti
Impianto a pavimento radiante non correttamente
funzionante
Il benessere

Verifiche in opera
Corretta esecuzione della prova
Verificare l’assenza di componenti riscaldanti in prossimità delle superfici
interne e di irraggiamento solare diretto sulle superfici esterne
Verificare l’assenza di componenti riflettenti nell’infrarosso in prossimità
delle superfici interne
Verificare l’assenza di fenomeni di ombreggiamento
Verificare l’indipendenza dei risultati dall’angolo di inquadratura
Acquisire sempre le immagini sia nello spettro del visibile che nello spettro
dell’infrarosso
Il benessere

Verifiche in opera
Valutazione critica dei termogrammi
Ripresa termografica dopo il tramonto

Verifiche in opera
Indagini termografiche attive e passive
Lampade a infrarossi per l’esecuzione di indagini termografiche attive
Il benessere

Verifiche in opera
Indagini endoscopiche
L’endoscopia permette di analizzare i materiali interni di un componente
attraverso punti di discontinuità già presenti o appositamente predisposti.
L’indagine avviene con un tubo metallico dotato in sommità di un sistema
di illuminazione della cavità e di uno speciale obiettivo che permette la
trasmissione dell’immagine a una lente disposta sull’estremità opposta.
L’illuminazione si può ottenere sia attraverso un fascio di fibre ottiche
collegate a una sorgente luminosa sia con una lampadina alogena.
Gli endoscopi variano per dimensioni trasversali e longitudinali, flessibilità
del tubo metallico, orientamento dell’obiettivo e del sistema di
illuminazione, modalità di acquisizione immagini.
Il benessere

Verifiche in opera
Indagini endoscopiche
Ispezione di foro di carotaggio con videoendoscopio e estrazione di fotogrammi per la ricostruzione della stratigrafia con riferimento metrico
Il benessere

Verifiche in opera
Misure di trasmittanza
Le misure di trasmittanza vanno condotte su componenti rappresentativi,
con superfici piane e in assenza di ponti termici, laddove vi sia una
significativa differenza di temperatura fra le superfici.
La strumentazione consiste in un termoflussimetro e in coppie di sensori
che misurano la temperatura superficiale interna e esterna.
Nella posa dei dispositivi è necessario garantire perfetta adesione alle
superfici e schermatura alla radiazione solare.
Le misurazioni durano almeno tre giorni.
I dati possono essere elaborati con il metodo delle medie progressive.
Il benessere

Verifiche in opera
Misure di trasmittanza
Set up della prova
Strumentazione
Posizionamento del termoflussimetro
Sensori di temperatura protetti
Il benessere

Verifiche in opera
Misure di trasmittanza
U =
n
n
∑ qj
j=1
∑ (Tsij – Tsej)
j=1
Andamento istantaneo del flusso
Andamento istantaneo delle temperature
Media progressiva della trasmittanza
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Il DL 29 Dicembre 2006 impone dei valori limite di trasmittanza a secondo
delle zone climatiche e della tipologia di elemento costruttivo
Zona climatica
Valori limite
trasmittanza strutture
verticali opache
Valori limite
trasmittanza coperture
Valori limite
trasmittanza chiusura
base
A 0,62 0,38 0,65
B 0,48 0,38 0,49
C 0,40 0,38 0,42
D 0,36 0,32 0,36
E 0,34 0,30 0,33
F 0,33 0,29 0,32
Tutto il territorio nazionale è stato diviso in zone climatiche, il cui elenco
dettagliato è contenuto nel DPR 26 agosto 1993
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Esempio 4. Aumento dimensioni isolante per diminuzione trasmittanza a 0,29 W/mq
K (Zona F)
Da U = 0,41 W/m 2 K a U = 0,29 W/m 2 K
Da R = 2,42 m 2 K/W a R = 3,44 m 2 K/W
ΔR = 1,02 m 2 K/W
Δ R = Δ s/λ
Δ s = Δ R x λ = 0,04m
Lo spessore dell’isolante deve essere aumentato di 4cm
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Materiali isolanti
Vetro cellulare
Sughero
λ medio = 0,04 W/mK
Perlite espansa
Polistirene espanso
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Vacuum Insulation Panels (VIPs) e Gas Filled Insulation Panels (GFPs)
I VIPs consistono in un nucleo di acido
silicico da cui è stata evacuata l’aria, in
un involucro ad alta tenuta,
impermeabile all’aria e al vapore
acqueo, che racchiude il nucleo, e in una
protezione di acciaio inox
I GFPs sono pannelli al cui interno si
trovano materiali a conducibilità ridotta,
quali argon, kripton, xeno
Vacuum Insulation Panels
λ medio = 0,004 W/mK
Gas filled panels
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture opache (Qt 1 )
Nota la trasmittanza di tutti i componenti opachi è possibile calcolare Ht 1 ,
indice di dispersione attraverso le strutture opache, come:
Ht 1 = Σ (Ut 1i x A i ) [W/K]
con Ut 1i = trasmittanza dell’ i-esimo componente opaco
A = area dell’ i-esimo componente opaco
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
La trasmittanza U [W/(m 2 x K] è definita come il flusso di calore che, in
condizioni di regime, attraversa una superficie unitaria per ogni grado di
differenza fra le temperature degli ambienti da essa separati.
Nel caso di una struttura trasparente (es. finestra), la trasmittanza si calcola
come:
U =
A g x U g + A f x U f + I g x ψ l
A g + A f
dove A g = area del vetro, U g = trasmittanza del vetro,
A f = area del telaio, U f = trasmittanza del telaio
Ψ l = trasmittanza lineare dovuta alla presenza del distanziatore fra i due vetri
Ig = perimetro della superficie vetrata
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
U =
A g x U g + A f x U f + I g x ψ l
A g + A f
Per calcolare U g , si usa la seguente formula:
U g =
1
0,13+ d 1 /λ 1 + … + d n /λ n + R s + 0,04
Per calcolare R s , si usano delle tabelle, contenute nella norma UNI 10077:
Spessore
intercapedine d'aria
(mm)
Una sola superficie
con emissività
normale di:
Entrambe le superfici
non trattate
0,1 0,8
6 0,211 0,132 0,127
12 0,376 0,182 0,173
R s è nullo per vetro singolo
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
U =
A g x U g + A f x U f + I g x ψ l
A g + A f
Per calcolare U f , si usano delle tabelle, contenute nella norma UNI 10077,
per diversi materiali e dimensioni di telaio:
Es. Telaio in legno
Spessore d (mm) U f [W/(m 2 K)]
40 2,18
50 2,02
60 1,9
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
U =
A g x U g + A f x U f + I g x ψ l
A g + A f
Per calcolare ψ l , si usano delle tabelle, contenute nella norma UNI 10077,
per diversi materiali e tipologie di telaio:
Es.
Materiale
Vetrata doppia o tripla,
vetro non rivestito,
intercapedine con aria
Vetrata doppia con
bassa emissività e
intercapedine con aria
Legno, Plastica 0,04 [W/(m K)] 0,06 [W/(m K)]
Metallo con taglio
termico
0,06 [W/(m K)] 0,08 [W/(m K)]
Metallo senza taglio
termico
0 0,02 [W/(m K)]
ψ l è nullo per vetro singolo
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
110 cm
150 cm
9 cm + 9 cm
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Esempio 5. Calcolo della trasmittanza di un infisso a vetro singolo
Vetro singolo s=0,004m A g =0,64mq
Telaio in legno s=0,04m A f =1,01mq
R s = 0
U g =
1
0,13 + 0,004/1 + 0,04
= 5,75 W/m 2 K
U f = 2,18 W/m 2 K
U =
0,64 x 5,75 + 1,01 x 2,18
0,64 + 1,01
= 3,56 W/m 2 K
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Esempio 5. Calcolo della trasmittanza di un infisso a vetro singolo
Osservazione. U g non diminuisce molto all’aumentare dello spessore del vetro
s=4mm
U g =
1
0,13 + 0,004/1 + 0,04
= 5,75 W/m 2 K
s=5mm
U g =
1
0,13 + 0,005/1 + 0,04
= 5,71 W/m 2 K
s=7mm
U g =
1
0,13 + 0,007/1 + 0,04
= 5,65W/m 2 K
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Esempio 6. Calcolo della trasmittanza di un infisso a vetro doppio
Vetro singolo s=0,004m A g =0,64mq I g =6,8m
Intercapedine d’aria s=0,012m
Vetro singolo s=0,004m A g =0,64mq
Telaio in legno s=0,04m A f =1,01mq
R s = 0,173
U g =
1
0,13 + 0,04/1 + 0,173 + 0,04/1 + 0,04
= 2,85 W/m 2 K
U f = 2,18 W/m 2 K
U =
0,64 x 2,85 + 1,01 x 2,18 + 6,8 x 0,04
0,64 + 1,01
= 2,6 W/m 2 K
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Infissi con doppio vetro
Gli infissi con vetri camera consistono in due/tre lastre di vetro, sigillate
lungo i bordi
Fra le lastre viene interposto un gas, quale aria, argon, krypton
Le intercapedini di gas variano da 4mm a 20mm, poiché per spessori
maggiori si possono generare moti convettivi, che tendono a stabilizzare la
resistenza dell’aria
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Esempio 7. Calcolo della trasmittanza di un infisso a vetro doppio basso emissivo
Vetro singolo s=0,04m
Intercapedine d’aria s=0,12m
Vetro singolo s=0,04m
R s = 0,376
U g =
1
0,13 + 0,04/1 + 0,376 + 0,04/1 + 0,04
= 1,81 W/m 2 K
U f = 2,18 W/m 2 K
U =
0,64 x 1,81 + 1,01 x 2,18 + 6,8 x 0,06
0,64 + 1,01
= 2,28 W/m 2 K
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Infissi con vetri basso emissivi
I vetri basso emissivi sono trasparenti alle radiazioni solari, lasciandole
così entrare all'interno dell'edificio, e contemporaneamente impediscono
la dispersione della radiazione termica emessa all’interno
Sono rivestiti di ossidi metallici che, una volta depositati sul vetro, ne
rafforzano le proprietà di isolamento termico e di controllo solare
Il rivestimento può essere realizzato con il procedimento del CVD,
Chemical Vapor Deposition, che avviene durante la produzione del vetro
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Anche per le strutture trasparenti, il DL 29 Dicembre 2006 impone dei valori
limite di trasmittanza a secondo delle zone climatiche
Zona climatica
Valori limite trasmittanza
strutture trasparenti con
infisso
Valori limite trasmittanza
superfici vetrate
A 4,6 3,7
B 3 2,7
C 2,60 2,1
D 2,4 1,9
E 2,2 1,7
F 2 1,3
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture trasparenti (Qt 2 )
Nota la trasmittanza di tutti i componenti trasparenti è possibile calcolare
Ht 2 , indice di dispersione attraverso le strutture trasparenti, come:
Ht 2 = Σ (Ut 2i x A i ) [W/K]
con Ut 2i = trasmittanza dell’ i-esimo componente trasparente
A = area dell’ i-esimo componente trasparente
Il benessere

Dispersioni attraverso i ponti termici (Qt 3 )
I ponti termici in un edificio sono localizzati nei punti in cui si verifica una
discontinuità di materiali e elementi costruttivi:
Pilastri inseriti in una parete piana continua
Innesti di una parete esterna con un solaio di copertura
Velette di porte e finestre
…
Il benessere

Dispersioni attraverso i ponti termici (Qt 3 )
Nel caso di ponte termico, l’indice di dispersione si calcola come:
Ht 3 = ψ k x l k
con ψ k = trasmittanza termica lineare del ponte [W/m°C]
L k = lunghezza del ponte termico [m]
La norma UNI EN ISO 14683 fornisce tre valori di ψ k .
Di questi ψ e si basa sulle dimensioni esterne misurate tra le superfici degli
elementi finiti
Ponte termico ψ e [W/m K]
Parete tetto 0,35
Pilastro intermedio 0,9
Pilastro d'angolo 0,15
Architrave, telaio, stipite di
porte e finestre
0,05
Il benessere

Dispersioni attraverso i ponti termici (Qt 3 )
10
2,8
1
2,2
1,2
2
Il benessere

Dispersioni attraverso i ponti termici (Qt 3 )
Esempio 8. Calcolo dell’indice di dispersione per ponti termici
Ponte termico ψ e [W/m K] L e [m] H t3 [W/K]
Parete tetto 0,35 10 3,5
Pilastro intermedio 0,9 2,8 2,52
Pilastro d'angolo 0,15 5,6 0,84
Architrave, telaio, stipite di porte
e finestre
0,05 11,8 0,59
Totale 7,45
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture (Qt)
Le dispersioni attraverso le strutture possono essere calcolate con la formula:
Qt = Qt 1 + Qt 2 + Qt 3 = (Σ Ht 1i + Σ Ht 2i + Σ Ht 3i ) x 86400 x N x (T i – T e )
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
T i e T e = temperature interna ed esterna
I valori di T i dipendono dalla destinazione d’uso
Destinazione Sigla Ti [°C]
Residenze e assimilabili E.1 20
Uffici e assimilabili E.2 20
Ospedali, cliniche e case di cura E.3 20
Ricreatice, associative, di culto E.4 20
Commerciali ed assimilabili E.5 20
Attività sportive E.6 20
Attività scolastiche a tutti i livelli E.7 20
Attività industriali e artigianali E.8 18
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture (Qt)
Le dispersioni attraverso le strutture possono essere calcolate con la formula:
Qt = Qt 1 + Qt 2 + Qt 3 = (Σ Ht 1i + Σ Ht 2i + Σ Ht 3i ) x 86400 x N x (T i – T e )
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
T i e T e = temperature interna ed esterna
La norma UNI 10349 fornisce i valori di T e per capoluogo di provincia
Temperature esterne medie mensili a Milano [°C]
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
1,7 4,2 9,2 14 17,9 22,5 25,1 24,1 20,4 14 7,9 3,1
Il DPR 26 agosto 1993 indica per quale periodo dell’anno deve eseguirsi il
calcolo delle dispersioni.
Nel caso di Milano, il periodo è dal 15 ottobre al 15 aprile
Il benessere

Dispersioni attraverso le strutture (Qt)
Le dispersioni attraverso le strutture possono essere calcolate con la formula:
Qt = Qt 1 + Qt 2 + Qt 3 = (Σ Ht 1i + Σ Ht 2i + Σ Ht 3i ) x 86400 x N x (T i – T e )
Mese Giorni sec H t T i - T e
Qt
[MJ]
Ott 17 x 86400 x 266 x 6 x 10 e -6 = 2344
Nov 30 x 86400 x 266 x 12,1 x 10 e -6 = 8300
Dic 31 x 86400 x 266 x 16,9 x 10 e -6 = 12060
Gen 31 x 86400 x 266 x 18,3 x 10 e -6 = 13060
Feb 28 x 86400 x 266 x 15,8 x 10 e -6 = 10100
Mar 31 x 86400 x 266 x 10,8 x 10 e -6 = 7700
Apr 15 x 86400 x 266 x 6 x 10 e -6 = 2068
Il benessere

Dispersioni per locali a T = cost (Qa)
Le dispersioni attraverso locali a temperatura costante possono essere
calcolate con la formula:
Q a = H a x 86.400 x N x (T i – T l )
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
T i e T l = temperature della zona in esame e della zona a temperatura costante
H a = coefficiente di trasmissione attraverso le strutture di separazione fra la zona in
esame e la zona a temperatura costante
H a = H T,a
con H T,a = coefficiente di trasmissione attraverso le strutture (opache, trasparenti e
ponti termici) di separazione fra zona in esame e zona a temperatura costante
A seconda che T l sia minore o minore di T i , la quantità di calore Qa può essere una
dispersione o un guadagno termico
Il benessere

Dispersioni per locali a T = cost (Qa)
Esempio 10. Calcolo delle dispersioni per presenza di locale a T=10°C
Ha = 200 W/K
Mese Giorni sec H a T i - T l
Qa
[MJ]
Ott 17 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 2937
Nov 30 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 5184
Dic 31 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 5356
Gen 31 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 5356
Feb 28 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 4838
Mar 31 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 5356
Apr 15 x 86400 x 200 x 10 x 10 e -6 = 2592
Il benessere

Dispersioni per locali non riscaldati (Qu)
Le dispersioni attraverso locali non riscaldati possono essere calcolate con la
formula:
Q a = H ie x 86.400 x N x (T i – T e )
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
T i e T e = temperature interna ed esterna
H ie = coefficiente di trasmissione termica equivalente per locali non riscaldati
H ie = (H iu x H ue )/(H iu + H ue )
con H iu = H T,iu = coefficiente di dispersione termica attraverso le strutture fra l’ambiente
riscaldato e l’ambiente non riscaldato
H ue = H T,ue + H V,ue = coefficiente di dispersione termica attraverso le strutture fra
l’ambiente non riscaldato e l’ambiente esterno e per ventilazione dell’ambiente non
riscaldato
Il benessere

Dispersioni attraverso il terreno (Qg)
Le dispersioni attraverso il terreno possono essere calcolate con la formula:
Q a = H g x 86.400 x N x (T i – T m )
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
T i e T m = temperatura interna e temperatura media esterna
H g = coefficiente di trasmissione attraverso il terreno
H g = A x U o
con A = area della pavimentazione
U 0 = trasmittanza unitaria della pavimentazione
Il benessere

Dispersioni attraverso il terreno (Qg)
Esempio 11. Calcolo delle dispersioni attraverso il terreno
Dato H g = 27,8 W/K
applichiamo la formula
Q a = 86.400 x N x H e x (T i – T m )
Per il calcolo di T m = Σ N x T e /Σ N
Mese Giorni
Ott 17 x 14 = 238
Nov 30 x 7,9 = 237
Dic 31 x 3,1 = 96,1
Gen 31 x 1,7 = 52,7
Feb 28 x 4,2 = 117,6
Mar 31 x 9,2 = 285
Apr 15 x 14 = 210
183 1236,4
T e
T m = 1236,4/183 = 6,75°C
Il benessere

Dispersioni attraverso il terreno (Qg)
Esempio 11. Calcolo delle dispersioni attraverso il terreno
Dato H g = 27,8 W/K
applichiamo la formula
Q a = 86.400 x N x H e x (T i – T m )
Mese Giorni sec H g T i - T m
Qg
[MJ]
Ott 17 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 541
Nov 30 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 954
Dic 31 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 986
Gen 31 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 986
Feb 28 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 891
Mar 31 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 986
Apr 15 x 86400 x 27,8 x 13,25 x 10 e -6 = 486
Il benessere

Dispersioni per ventilazione (Qv)
Le dispersioni per ventilazione possono essere calcolate con la formula:
Q v = H v x 86.400 x N x (T i – T e )
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
T i e T e = temperature interna ed esterna
H v = coefficiente di trasmissione per ventilazione
H v = (C p x ρ x n x V)/3600
con C p = calore specifico dell’aria, pari a 1000 J/(kg K)
ρ = massa volumica dell’aria, pari a 1,2 Kg/m 3
V = volume, espresso in m 3 , del locale
n = numero orario dei ricambi d’aria, pari a 0,3 per edifici residenziali
3600 = numero di secondi in un’ora
Il benessere

Dispersioni per ventilazione (Qv)
Esempio 9. Calcolo delle dispersioni per ventilazione
Abitazione di 1000m 3
H v = (C p x ρ x n x V)/3600 = (1000 x 1,2 x 0,5 x 1000)/3600 = 166,66 W/K
Mese Giorni sec H v T i - T e
Qv
[MJ]
Ott 17 x 86400 x 166 x 6 x 10 e -6 = 1462
Nov 30 x 86400 x 166 x 12,1 x 10 e -6 = 5206
Dic 31 x 86400 x 166 x 16,9 x 10 e -6 = 7513
Gen 31 x 86400 x 166 x 18,3 x 10 e -6 = 8136
Feb 28 x 86400 x 166 x 15,8 x 10 e -6 = 6345
Mar 31 x 86400 x 166 x 10,8 x 10 e -6 = 4801
Apr 15 x 86400 x 166 x 6 x 10 e -6 = 1290
Il benessere

Apporti interni gratuiti (Qi)
Gli apporti interni gratuiti, dovuti agli occupanti, all’impianto di illuminazione e
alle apparecchiature elettriche, possono essere calcolati con la formula:
Q i = Φ i x 86400 x N
con 86400 = numero dei secondi in un giorno
N = numero dei giorni del mese in esame
Per edifici residenziali, i valori di Φ i sono determinati con le formule:
Φ i = 5,294 A – 0,01557 A 2 [W] se A < 170 mq
Φ i = 450 [W] se A > 170 mq
con A = superficie netta della zona
Per altre destinazioni, i valori di Φ i sono forniti direttamente dalla norma.
Il benessere

Apporti interni gratuiti (Qi)
La tabella che segue fornisce alcuni valori convenzionali mensili di Φ i
Destinazione Φ i [W/m 2 ]
Alberghi, pensioni e attività similari 6
Uffici e assimilabili 6
Ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili 8
Cinema, teatri e sale per congressi 8
Musei, biblioteche e luoghi di culto 8
Bar, ristoranti e sale da ballo 10
Attività commerciali e assimilabili 8
Piscine, saune e assimilabili 10
Palestre e assimilabili 5
Servizi di supporto per attività sportive 4
Scuole a tutti i livelli 4
Attività artigianali e industriali 6
Il benessere

Apporti interni gratuiti (Qi)
Esempio 12. Calcolo degli apporti interni gratuiti per un ufficio
A = 110m 2
Φ i = 6 W/m 2
Mese Giorni sec Φ i A Qi [MJ]
Ott 17 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 969
Nov 30 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 1710
Dic 31 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 1767
Gen 31 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 1767
Feb 28 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 1596
Mar 31 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 1767
Apr 15 x 86400 x 6 x 110 x 10 e -6 = 855
Il benessere

Apporti esterni gratuiti (Qs)
Gli apporti esterni gratuiti, dovuti alla radiazione solare, possono essere
calcolati con la formula:
Q s = N x Σ (I s x A s )
con N = numero dei giorni di un mese
I s , energia della radiazione solare per ciascun prospetto dell’edificio
A s , area effettiva della superficie di raccolta della radiazione solare per ciascun
prospetto dell’edificio
I valori di I s sono forniti dalla UNI 10349, per ogni capoluogo di provincia e per ogni
orientamento (S, N, W, E).
Irradiazione solare globale mensile per superfici esposte a Sud a Milano [MJ/m 2 ]
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
6 8,7 11,2 10,9 10 9,8 10,8 11,3 11,8 10,3 6,7 5,4
Il benessere

Apporti esterni gratuiti (Qs)
Gli apporti esterni gratuiti, dovuti alla radiazione solare, possono essere
calcolati con la formula:
Q s = N x Σ (I s x A s )
con N = numero dei giorni di un mese
I s , energia della radiazione solare per ciascun prospetto dell’edificio [MJ/m 2 ]
A s , area effettiva della superficie di raccolta della radiazione solare per ciascun
prospetto dell’edificio
A s = A g X F c x g
con A g = area della superficie vetrata soleggiata
F c = coefficiente di correzione dovuto ai tendaggi
g = trasmittanza dell’energia solare totale
La norma prevede e fornisce indicazioni di calcolo per considerare eventuali
ombreggiature.
Il benessere

Apporti esterni gratuiti (Qs)
Calcolo di A s
A s = A g x F c x g
Tipo di tendaggio Pr. ottiche del tendaggio Fattore dovuto a tendaggi
Assorbimento Trasmissione Interno Esterno
0,05 0,25 0,1
Tendaggio alla veneziana di colore
0,1
0,1 0,3 0,15
bianco
0,3 0,45 0,35
0,5 0,65 0,55
Tendaggi bianchi 0,1
0,7 0,80 0,75
0,9 0,95 0,95
0,1 0,42 0,17
Tendaggi colorati 0,3
0,3 0,57 0,37
0,5 0,77 0,57
Tessuti con lamina di alluminio 0,2 0,05 0,2 0,08
Il benessere

Apporti esterni gratuiti (Qs)
Calcolo di A s
A s = A g x F c x g
g = 0,9 x g*
Tipo di vetro g*
Vetro singolo normale 0,82
Vetro singolo selettivo 0,66
Doppio vetro normale 0,7
Doppio vetro selettivo 0,64
Triplo vetro normale 0,6
Triplo vetro selettivo 0,55
Il benessere

Apporti esterni gratuiti (Qs)
Esempio 13. Calcolo degli apporti esterni gratuiti di una finestra a sud a Milano
As = 0,24m 2
Mese Giorni I s A s
Qs
[MJ]
Ott 15 x 10,3 x 0,24 = 37,08
Nov 30 x 6,7 x 0,24 = 48,2
Dic 31 x 5,4 x 0,24 = 40,1
Gen 31 x 6 x 0,24 = 44,6
Feb 28 x 8,7 x 0,24 = 58,4
Mar 31 x 11,2 x 0,24 = 83,3
Apr 17 x 10,9 x 0,24 = 44,4
Il benessere

Coefficiente di riduzione degli apporti gratuiti
Gli apporti gratuiti interni e esterni devono essere ulteriormente diminuiti
attraverso il calcolo di un coefficiente di riduzione η per tener conto delle
dispersioni termiche dovute al sovrariscaldamento degli ambienti
η = 1 – γ aH / 1 – γ aH + 1 se γ≠1 e γ>0
η = aH/ 1 + aH se γ=1
γ = (Q t + Q v + Q a + Q g + Q u )/(Q i + Q s )
aH = 1 + (τ/0,5h) con τ = C/ [3600 (Q t + Q v + Q a + Q g + Q u )
Il benessere

Coefficiente di riduzione degli apporti gratuiti
Determinazione di C, capacità
termica per unità di superficie
Il benessere

Bilancio termico
Noti tutti i contributi, è possibile calcolare il fabbisogno di energia per la
climatizzazione invernale, su cui dimensionare l’impianto di riscaldamento.
Q c = Q t + Q g + Q u + Q v + Q a – η (Q s + Q i ) = Q c
Q [MJ/anno]
Q/S utile [MJ/m 2 anno]
(Q/S utile ) x 1000 [kJ/m 2 anno]
(Q/S utile ) x 1000/3600 [kWh/m 2 anno]
(Q /S) / 3,6 = FEP i [kWh/m 2 anno] nel caso di edifici residenziali
(Q /V) / 3,6 = FEP i [kWh/m 3 anno] nel caso di altri edifici
Il benessere

La certificazione energetica
Il concetto di certificazione energetica è stata introdotta dalla
Direttiva Europea 2002/ 91/ CE sul rendimento energetico degli edifici
recepita in Italia dai
D.lgs. 192/05 e D.lgs. 311/06
e attuata attraverso il
DPR. 59/2009
e il
DM. 158/2009
“Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici”
Il benessere

La certificazione energetica
La certificazione energetica
Valuta le prestazioni energetiche del sistema edificio-impianto
Si basa sulle prestazioni energetiche dell’edificio per la climatizzazione invernale
(FEP i ) e la produzione di acqua calda sanitaria (FEP acs )
Ha validità di dieci anni
E’ obbligatorio in atti di compravendita e di locazione
Deve essere redatta con metodi/software di calcolo conformi alle UNI 11300-1/2
Per edifici residenziali con S