1

Involucro dell’edificio

Strutture opache e trasparenti:

Università IUAV di Venezia

Strutture opache e trasparenti:tipologie,proprietà termiche ed energetiche

Piercarlo Romagnoni

2

Bilancio energetico dell'edificio (attuale)

INVERNO

Guadagni netti ηQg

Trasmissione QT

ESTATE

Fabbisogno Qh

Ventilazione QV

Fabbisogno Qh

Ventilazione QV

Trasmissione QT

Guadagni netti ηQG

3

Bilancio energetico dell'edificio (futuro)

Fabbisogno Qh

Guadagni netti ηQGTrasmissione QT

Ventilazione QV

INVERNO

Ventilazione QV

Fabbisogno Qh

Ventilazione QV

Trasmissione QT

Guadagni netti ηQG

ESTATE

4

Qri

Qci

Qcond

Qre

Qce

tai > tae ambiente esternoaria temperatura tae

t1θ1

θint > θext

Calore

ambiente internoaria temperatura tai

Il calore è definito come quellaforma di energia che è trasferitaattraverso i confini di un sistemaad una data temperatura ad unaltro sistema (o verso l'esterno)ad una temperatura più bassa invirtù della sola differenza ditemperatura tra i due sistemi

t2θ2

5

Per la valutazione dello scambio termico in regime stazionario

(indipendenza dal tempo) è possibile scrivere:

ovvero trattare i singoli materiali come resistenze termiche

Conduttive R = s/λ

totale

ei

R

)(q

ϑ−ϑ=

Conduttive Rt = s/λ

Convettive Rt = 1/h

Radiante)()(

111

22

2121

2

2

121

1

TTTT

FRt

++σ

ε

ε−++

ε

ε−

=

6

Calore

Sensibileeffetto dovuto ad una differenze di temperatura

Latente(a temperatura costante, per effetto di un altro(a temperatura costante, per effetto di un altro

potenziale, i.e. contenuto igrometrico)

7

Definizioni…

Regime stazionariole caratteristiche termofisiche non dipendono dal tempole temperature interna ed esterna non dipendono dal

tempo

� trasmittanza termica in regime stazionario U

condizioni di progetto invernale

Regime variabilele caratteristiche termofisiche dipendono dal tempole temperature interna ed esterna dipendono dal tempo

� capacità termicasfasamento temporale smorzamento

� trasmittanza termica dinamica YIE

8

spessori s [m]; conducibilità termiche λ [W/(m K)]; conduttanze C [W/(m2 K)]; densità ρ [kg/m3];calore specifico c [J/(kg K)]

La parete ha superficie A [m2]

la resistenza totale di scambio Rla resistenza totale di scambio Rtotè la somma delle resistenze termiche definite di seguito:

Rtot = Rt + R't + Rsi + Rse

Rt = resistenza termica di strato omogeneo;R’t = resistenza termica di strato non omogeneo;Rsi = resistenza superficiale interna;Rse = resistenza superficiale esterna.

9

Rt = resistenza termica di uno strato omogeneo di spessore s [m] e conducibilità termica λ [W/(m K)]:

λ è ricavata da valori tabulati o secondo UNI EN ISO 10456

]W

K2m[

stR

λ=

R’t = resistenza termica di uno strato non omogeneo di spessore s [m] e conduttanza termica C [W/(m2

K)]:

]W

K2m[

C

1t'R =

10

Come si qualifica un edificio a basso consumo energetico?

Passive houses:richiesta energetica per il riscaldamento ≤ 15 kWh/(m2 anno) riscaldamento, acqua calda sanitaria ed usi elettrici ≤ 120 kWh/(m2 anno)

L’isolamento si traduce con una bassa trasmittanza U dei componenti dell’involucro

Parete esterna U ≤ 0,15 W/(m2K)Copertura U ≤ 0,15 W/(m2K)Pavimento U ≤ 0,15 W/(m2K)Porte e finestre U ≤ 0,8 W/(m2K)Vetro U ≤ 0,8 W/(m2K)

Coeff. lineicoponte termico lineare ψ ≤ 0,01W/(m K)

Tenuta all’aria n50 ≤ 0,6 h-1(EN 13829)

11

L’involucro dell’edificio

• Isolamento• Porte e finestre• Facciate continue in edifici commerciali• Facciate continue in edifici commerciali• Infiltrazioni d’aria• Facciate doppia pelle (Double skin façades)

12

Isolanti: tipologie

• Fibra di vetro (fibreglass)• Fibre minerali• Cellulosa• Schiuma • Schiuma • Fibra di legno• Pannelli isolanti sottovuoto

13

I materialiIsolanti: materiali a struttura fibrosa o cellulare e di bassa densità

La bontà dell’isolante è misurata dalla conducibilità λ < 0.05 W/(m K)

Può essere inserito nelle strutture

14

Materiale λ [W/(m K)] ρ [kg/m3]

Lana di roccia 0,035 – 0,05 20 – 140

Lana di vetro 0,035 – 0,05 20 – 140

Perlite espansa 0,05 -0,055 90 - 100

Vetro cellulare 0,045 – 0,06 125 - 150

Argilla espansa 0,130 – 0,25 400 - 1800

Fibra di cellulosa 0,045 35 – 60

Sughero espanso 0,04 – 0,05 120

Fibra di legno 0,050 -0,06 130 - 270Fibra di legno (pannello)

0,050 -0,06 130 - 270

Fibra di legno mineralizzato

0,09 360 - 570

Paglia e giunco 0,06 – 0,130 -

Lana di pecora 0,04 -

EPS pol. Espanso 0,035 – 0,04 15 – 30

XPS pol. estruso 0,030 - 0,04 20 - 50

PUR poliuretano 0,020 – 0,035 30 - 35

15

Spessore totale ≅ 0,007 m

16

Pannelli sottovuoto formati da polvere di silicio pressataavvolti in un involucro di poliestere e polietilene.

Isolante sottovuoto λ = 0,005 W/(m K)

17

L’utilizzo di ricoprimenti riflettenti e/o basso-emissivi

Ricoprimento riflettente

isolamento

Barriera low-e

18

Edificio

commerciale

a Davis - California

19

20

Direzione del flusso termico[(m2 K)/W]Ascendente Orizzontale Discendente

Rsi 0,10 0,13 0,17Rse 0,04 0,04 0,04

Resistenze superficiali Rsi, Rse

Per pareti verticali, andranno utilizzate le resistenze riportate nella colonna centrale. nella colonna centrale.

Un flusso termico ascendente è considerato tale su soffitti disperdenti; un flusso termico è discendente sotto pavimenti disperdenti.

E' considerato orizzontale anche un flusso termico inclinato fino a ±30° sul piano orizzontale.

21

Intercapedini d’aria

Valori di resistenza termica di intercapedini non ventilate[m2K/W]

Direzione del flusso termicospessore[mm] Ascendente Orizzontale Discendente0 0,00 0,00 0,005 0,11 0,11 0,117 0,13 0,13 0,137 0,13 0,13 0,1310 0,15 0,15 0,1515 0,16 0,17 0,1725 0,16 0,18 0,1950 0,16 0,18 0,21100 0,16 0,18 0,22300 0,16 0,18 0,23

22

1960 1970 1976 1991 1987 1998 2003 2005

Zona F

Muratura

[W/(m2 K)]

1,4 1,0 0,8 0,7 0,5 0,3 0,15 0,35

Legge Italiana L. 373 P.Bolzano: L.11

passivhaus

L. 10/1991 D.Lgs. N.192Le trasmittanze…

Finestre

[W/(m2 K)]

5,7 2,8 2,4 2,4 1,7 1,3 0,7 2,2

Tetto

[W/(m2 K)]

1,0 0,8 0,6 0,5 0,3 0,2 0,12 0,33

Pavimento

[W/(m2 K)]

0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,2 0,33

Gasolio [litre/(m2 year)]

25 20 17 14 10 7 2,0 -

23

Trasmittanze termiche limite D.Lgs. 311 (dal 2010)

Zona climatica

Parete verticale

Copertura Pavimento verso locale non risc.

Finestra

A 0,62 0,38 0,65 4,6

B 0,48 0,38 0,49 3,0B 0,48 0,38 0,49 3,0

C 0,40 0,38 0,42 2,6

D 0,36 0,32 0,36 2,4

E 0,34 0,30 0,33 2,2

F 0,33 0,29 0,32 2,0

24

Legge Finanziaria 2007 (nr 244)

Decreto Ministero Sviluppo Economico 11 marzo 2008

25

DECRETO 26 gennaio 2010Aggiornamento del decreto 11 marzo 2008 in materia di riqualificazione energetica degli edifici.(Pubblicato su G.U. n. 35 del 12/2/2010)

26

DECRETO 28 dicembre 2012Incentivazione della produzione di energia termica dafonti rinnovabili ed interventi di efficienza energeticadi piccole dimensioni.Allegato I

27

Legenda

1- Solaio2- Isolamento termico3- Massetto con rete elettrosaldata

Esempi: pavimentazione

elettrosaldata4- Pavimentazione

28

Esempi: parete

Legenda

1- Parete esterna2- Distanziatori3- Isolamento termico3- Isolamento termico4- Fissaggi5- Muratura interna6- Intonaco

29

Esempi: copertura

Legenda

1- Solaio e dente di arresto2- Listelli3- Mastice bituminoso4- Isolamento termico4- Isolamento termico5- Strato protettivo antigoccia6- Fissaggio grondaia7- Listellatura di appoggio8- Tegole

30

Esempi: copertura

Legenda

1- Solaio e dente di arresto2- Isolamento termico 3- Fascia bituinoso autoadesivaautoadesiva4– Listellatura di ventilazione5- Supporto in tavolato6- Manto di sicurezza7- Fissaggio grondaia8- Rete parapasseri9- Tegole

31

Legenda

1- Solaio2- Primer3- Barriera al vapore4- Bitume caldo5- Isolamento termico

Esempi: copertura

5- Isolamento termico6- Angolare in poliuretano7- Membrana bituminosa 8- Membrana bituminosa antiradice9- Strato separatore10- Strato drenante11- Strato separatore12- Terriccio di coltura

32

Ponte termicoPonte termico

Il ponte termico è una configurazione strutturale o geometrica che produce una deviazione del flusso termico dalla condizione di flusso monodirezionale tra superficie interna ed esterna di una parete.

a) Ponte termico di forma

b) Ponte termico di struttura

33

Il calcolo dei flussi termici dovuti ai ponti termici può essere effettuato con precisione utilizzando metodi numerici dettagliati in accordo con

UNI EN ISO 10211-1 flusso termico tridimensionale

UNI EN ISO 14683 consente di calcolare i flussi termici attraverso metodi semplificati in corrispondenza alle giunzioni tra elementi di edifici, ma non si applica a ponti termici associati ai telai di porte e finestre o a facciate continueporte e finestre o a facciate continue

UNI EN ISO 14683 consente di calcolare il valore della trasmittanza termica lineica Ψk

Generalmente l’influenza dei ponti termici puntuali, esplicitata dal termine χi, può essere trascurata.

34

La trasmittanza termica lineica Ψ può essere determinata con larelazione

Ψ = L2D – Σ Ui li

L2D è il coefficiente di accoppiamento termico lineico ottenuto conun calcolo bidimensionale del componente che separa i dueambienti considerati;Ui è la trasmittanza termica dell’i-esimo componentemonodimensionale che separa i due ambienti considerati;monodimensionale che separa i due ambienti considerati;li è la lunghezza del modello geometrico bidimensionale cui siapplica il valore Ui.

E’ necessario precisare il sistema di dimensioni utilizzate per ilcalcolo della trasmittanza termica lineica Ψ.

35

Il Prospetto 2 della UNI EN ISO 14683 riporta i valori di progetto per Ψ basati su tre sistemi di valutazioni delle dimensioni dell’edificio:

dimensioni interne, misurate tra le superfici interne finite di ogni ambiente (escluso lo spessore delle partizioni interne);

dimensioni interne totali, misurate tra le superfici interne dimensioni interne totali, misurate tra le superfici interne finite degli elementi dell’edificio (incluso lo spessore delle partizioni interne);

dimensioni esterne, misurate tra le superfici esterne finite degli elementi esterni dell’edificio.

36

37

38

39

40

41

42

43

44

Capacità termicaCapacità termica

E' la caratteristica del materiale ad immagazzinare una significativa quantità di energia termica e di ritardarne le riemissione.

Tempi di risposta bassi consentono di moderare le fluttuazioni Tempi di risposta bassi consentono di moderare le fluttuazioni interne di temperature

La richiesta di energia termica da parte dell'edificio può essere controllata con l'interazione tra capacità termica dell'edificio e sistema di condizionamento.

45

t

t

La norma consente di valutare il comportamento di una singola parete come risposta ad una sollecitazione periodica, ma non dell’intero edificio.

tempo tempo

Ma tutto l’edificio risponde alla sollecitazione termica

46

possono incidere nel surriscaldamento:

l’aumento delle superfici finestrate;

i carichi interni

47

5

10

15

20

25

30

35

3 6 9 12 15 18 21 24 63 h

°C

3 6 9 12 15 18 21 24

AMBIENTE ESTERNO

AMBIENTE INTERNO

22 July

0

5

10

15

20

25

30

35

40

22/ 07/ 2004 0.00 23/ 07/ 2004 0.00

Prestazioni termiche ed energetiche di edifici in legno

July week

0

5

10

15

20

25

30

35

40

16/ 07/ 2004 0.00 17/ 07/ 2004 0.00 18/ 07/ 2004 0.00 19/ 07/ 2004 0.00 20/ 07/ 2004 0.00 21/ 07/ 2004 0.00 22/ 07/ 2004 0.00 23/ 07/ 2004 0.00

t i me [ dd/ mm/ gg hh:mm]

s1t

s2t

ext

Smorzamento S = Ai / Aest

S1(soggiorno) 0,15-0,35

S2(camera da letto) 0,07-0,18

Sfasamento orario θθθθext massima

F1(soggiorno) = 5h10m

F2(camera da letto) = 7h

22/ 07/ 2004 0.00 23/ 07/ 2004 0.00

t i me [ dd / mm/ y y hh:mm]

Valori misurati – Vigo di TON (TN) estate 2004

48

Massa termica areica m [kg/m2]

È il minimo tra:

a) Massa fisica degli strati compresi tra l’aria interna e lo strato di isolante concentrato

m = Σ mi = Σ si ρim = Σ mi = Σ si ρi

b) m = ρ d

ρ = densità del primo strato interno (escluso intonaco)d = spessore efficace [m]

d = 3,71 (λ/ρ)0,5

49

Massa termica areica m [kg/m2]

Esempio

Descrizione s [m] λ[W/(m K)] ρ [kg/m3]Intonaco interno 0,02 1,2 1200Calcestruzzo 0,24 0,36 2200Isolante 0,05 0,045 40Mattoni 0,08 1,8 1000Mattoni 0,08 1,8 1000Intonaco esterno 0,02 0,8 1600

d = 3,71 · (0,36/ 2200)0,5 = 0,047 m

a) m = 0,02 · 1200 + 0,24 · 2200 = 552 kg/ m2

b) m = 0,047 · 2200 = 103,4 kg/m2 ⇐

50

Capacità termica dell’involucroCapacità termica dell’involucro

La capacità termica dell'involucro si determina utilizzando le relazioni riportate nell'appendice B alla UNI 10344:

∑=n

jjjT AcmC1

n numero di pareti che delimitano lo spazio interno;m massa efficace di ciascuna parete;c calore specifico di riferimento (1000 J/kgK);A area della parete.

I componenti da considerare sono le pareti perimetraliesterne.I solai dei vari piani incluso il tetto e il pavimento del pianoterra e le pareti perimetrali interne (di separazione tra vanie tra appartamenti).

51

UNI EN ISO 13786 - 2008

Caratteristiche termiche dinamiche – Metodi di calcolo

Im

reale

ω τ + ψ

ej ω τ = cos ωτ + j sin ωτω = frequenza angolare delle variazioni = 2 π ff = frequenza = 1/PP = periodo [s]

reale

][21

)cos()( τωτω θθθψτωθθτθ jn

jnnnnn ee −

−+ ++=++=

][21

)(cos)( τωτωϕτωτ jn

jnnnnn ee −

−+ Φ+Φ+Φ=+Φ+Φ=Φ

Temperatura θ e flusso termico Φ variano attorno a valori medi e sono

rappresentabili da una funzione seno in funzione del tempo

ψ, ϕ = sfasamento angolare iniziale [rad]

52

ϕ

ϕ

jnn

jnn

e

e

−−

+

Φ=Φ

Φ=Φ

ψ

ψ

θθ

θθ

jnn

jnn

e

e

−−

+

=

=ampiezze complesse

Conduttanza termica periodica Lmn

E’ un numero complesso che correla il flusso termico periodico

attraverso un componente con le variazioni di temperatura periodiche sinusoidali in entrambi i lati di questo:

Lmm correla il flusso termico periodico al lato m alla variazione periodica sul lato m quando l’ampiezza nel lato n è nulla.

Lmn correla il flusso termico al lato m alla variazione periodica di

temperatura sul lato n quando l’ampiezza della temperatura sul lato m è nulla.

nmnmmmm LL θθ ˆˆˆ −=Φ

53

Sfasamento temporale ∆τDifferenza temporale tra l’istante della massima ampiezza della causa e

l’istante della massima ampiezza dell’effetto

Capacità termica

Cm:][

1mnmmm LLC −=

ω

Ammettenza termica Ymm

E’ definita come la grandezza complessa definita come l’ampiezza complessa

della densità di flusso attraverso la superficie del componente adiacente alla zona

m, divisa dall’ampiezza complessa della temperatura nella stessa zona quando la

temperatura dall’altro lato è costante:

m

mmm

qY

θ̂

ˆ)=

54

Trasmittanza termica periodica Ymn

E’ definita come la grandezza complessa definita come l’ampiezza complessa della densità di flusso attraverso la superficie del componente adiacente alla zona m, divisa dall’ampiezza complessa della temperatura nella zona n quando la temperatura nella zona m è mantenuta costante:

n

mmn

qY

θ̂

ˆ−=

55

Capacità termica areica κm:

Fattore di decremento f:

Matrice di trasferimento termico:

][1

mnmmm

m YYA

C−==

ωκ

U

Y

U

qf

mn

m

m==

θ̂

ˆ

ˆˆ ZZ θθ

matrice che correla le ampiezze complesse di temperatura e densità di

flusso termico in un lato, lato1, alle ampiezze complesse del secondo lato

Profondità di penetrazione periodica δ:

⋅

=

1

1

2221

1211

2

2

ˆ

ˆ

ˆ

ˆ

qZZ

ZZ

q

θθ

c

P

ρπ

λδ =

56

La definizione delle caratteristiche termiche dinamiche e le formule per il loro calcolo sono valide per un qualsiasi periodo di variazione termica.

I valori delle caratteristiche dinamiche dipendono dal periodo temporale considerato. Nel caso si consideri più di un periodo occorre distinguere a quale dei possibili differenti periodi di calcolo ci si riferisce.

In pratica sono utilizzati:

- 1 ora (3 600 s), che corrisponde ad una variazione temporale molto breve, quale quella risultante da sistemi di controllo;- 1 giorno (86 400 s), che corrisponde alla variarioni causate da effetti causati da variazioni meteorologiche;- 1 settimana (604 800 s), che corrisponde a variazioni medie sul lungo termine per un edificio;- 1 anno (31 536 000 s), utile per il trattamento di scambi termici del terreno.

57

Per una parete multistrato piana ed omogenea, noto lo spessore d [m], la

densità ρ [kg/m3] e il calore specifico [J/(kg K)] di ciascuno strato, si ricavano

L’ammettenza termica Y11 (lato interno), Y22 (lato esterno):

La trasmittanza periodica1

12

2222

12

1111 ;

Z

ZY

Z

ZY −=−=

La trasmittanza periodica

Lo sfasamento temporale:

Le capacità interne areiche κ1 ed esterne κ2:

1212

1Z

Y −=

)arg(2 12ZP

fπ

τ =∆

12

222

12

1111

12

;2 Z

ZP

Z

ZP −==

−

πκ

πκ

58

La trasmittanza termica periodica Y12:

Il fattore di decremento f :è sempre minore di 1

Lo sfasamento temporale della trasmittanza periodica ∆τ

U

Yf

12=

1212

1Z

Y −=

Lo sfasamento temporale della trasmittanza periodica ∆τf

Nel report devono essere precisate la trasmittanza U dell’elemento (UNI

EN ISO 6946), il fattore di decremento, le ammettenze (in modulo ed

argomento), i coefficienti della matrice di trasferimento

)arg(2 12ZP

fπ

τ =∆

59

Parete multistrato

Per ciascuno strato si determinano δ e gli elementi della matrice Z11,, Z12,, Z21

e Z22

{ }

{ }]sincoshcos[sinhsincoshcossinh

]cossinhsin[coshsincoshcossinh2

sinsinhcoscosh

21

12

2211

ξξξξξξξξδ

λ

ξξξξξξξξλ

δ

ζξξξ

++−−=

−++−=

+==

jZ

jZ

jZZ

essendo ξ = d/δ

Si determina la matrice del componente Z nel suo insieme

Z = ZN ZN-1 … Z2 Z1

Zi = matrice dell’i-esimo componente

{ }]sincoshcos[sinhsincoshcossinh21 ξξξξξξξξδ

++−−= jZ

60

Strato Spessore[m]

Conduttività λλλλ

[W/(m K]

Densità ρρρρ

[kg/m3]

Calore specifico cp

[J/(kg K)]

Resistenza termica R

[m2 K/W]

Superficie interna

0.04

Acciaio zincato 0.001 52 7800 550 0.00002

Isolante 0.120 0.043 100 840 2.791

Acciaio zincato 0.001 52 7800 550 0.00002

Superficie esterna

0.13

Elementi della matrice di trasferimentoElementi della matrice di trasferimento

Matrice di trasferimento Modulo Variazione di tempo[h]

Z11 0.48502 +1.8965i 1.958 5.044

Z21 1.1416 -1.1308i 1.6069 W/(m2 K) 2.982

Z12 -2.7778 -1.2674i 3.053 m2 K/W 10.365

Z22 0.38227 +1.9983i 2.035 5.278

61

Caratteristiche della matrice termica dinamica in accordo con la norma

Ammettenze termiche ModuloW/(m2 K)

Variazione di tempo

[h]

Lato interno -0.40235 –0.49917i 0.641 8.591

Lato esterno -0.3857 –0.5435i 0.666 8.357

Capacità termiche areiche

Lato interno 11.37 kJ/(m2 K)

Lato esterno 11.37 kJ/(m2 K)Lato esterno 11.37 kJ/(m K)

Trasmittanza termica 0.338 W/(m2 K)

Trasmittanza termica dinamica 0.328 W/(m2 K) 10.365

Massa frontale Ms = 27.60 kg/m2

Fattore di decremento 0.9697 10.365

62

Copertura

descrizione (dall'interno) s λ ρ c

eraclit PV 50 0,05 0,077 360 1550

guaina 0,0015 0,1 680 1700

Hibian 0,05 0,033 80 1600

Legno mineralizzato 0,05 0,077 370 1550

guaina 0,0015 0,1 680 1700

intercapedine d'aria 0,05 0,026 1,2 1005

tavolato 0,035 0,13 500 1600

con s = 5 cm di Hibian con s = 10 cm di Hibian

Ucopertura = 0,291 W/(m2 K); Ucopertura = 0,202 W/(m2 K); Ms = 86,1 kg/m2 Ms = 90,1 kg/m2

YIE = 0,126 W/(m2 K); YIE = 0,068 W/(m2 K);time shift = 9,6 [h] time shift = 11,6 [h]

tavolato 0,035 0,13 500 1600guaina impermeabilizzante 0,0015 0,1 680 1700

coppi 0,02 2 1250 2700

63

Limitatamente agli

edifici esistenti, in

assenza di dati di

progetto attendibili o

comunque di

informazioni più precise

sulla reale costituzione

delle strutture edilizie,

ove non si possa di

conseguenza

determinare con

sufficiente sufficiente

approssimazione la

capacità termica areica

dei componenti della

struttura edilizia, la

capacità termica

interna della zona

termica può essere

stimata in modo

semplificato sulla base

del prospetto 16.

64

Trasmittanza Termica Periodica

qi

qe

θe

θ

θ0

A

θe

t

Tθi

q

q0

B

∆t

θe

= θ0

+ A sin (ω t)

A = semi ampiezza escursione termica

B = semi ampiezza escursione flusso

P = periodo (24 h)

ω = 2π/P = freq. ang.

t

Tq

i= q

0+ B sin [ω (t + ∆t)]

t

65

Trasmittanza Termica Periodica

• La trasmittanza termica periodica tra esterno ed interno è definita come:

Yie= B / A = U f [ W /(m2 K )]

• La potenza termica max trasmessa è quindi • La potenza termica max trasmessa è quindi pari a:

qmax

= U (θe- θ

i) + A Y

ie[ W /m2 ]

qmax

= U [(θe- θ

i) + A f ] [ W /m2 ]

66

Trasmittanza Termica Periodica

• In altre parole, in regime estivo (quando la temperatura media esterna è circa eguale a quella interna) è “come se” la trasmittanza termica stazionaria U venisse maggiorata di una quantità pari a:

Yie A / (θ

e- θ

i) = U f A/ (θ

e- θ

i)

Yie= trasmittanza termica periodica

f = fattore di attenuazioneA = semiampiezza dell'escursione termica

67

Sistemi ad accumulo integrato conmateriali a cambiamento di fasemateriali a cambiamento di fase

Consentono di sfasare il rilascio dell’energia che accumulano grazie al cambiamento di stato.

Sono usati come materiali da costruzione, ma possono essere integrati negli impianti

68

PCMpassaggio di fase a temperature sufficientemente basse: accumulo di calore che può essere rilasciato in tempi sfasati anche di parecchie ore

69

Applicazioni dei PCM

PCM Microcapsule

Telaio in legno

Isolante

PCM + Cartongesso

70

Riscaldamento sotto pavimento con PCM

PCM granulates

Source: ZAE Symposium 04, http://www.zae-bayern.de

71

Per computare il coefficiente di perdita di calore per trasmissione HT :

HT = LD + LS + HU

LS è il coefficiente di accoppiamento tra spazio riscaldato e terreno (danorma)LD il coefficiente di accoppiamento (perdita per dispersione) tra lo spazioriscaldato e l’esterno attraverso l’involucro edilizio

Ai = superficie dell’elemento i – esimo dell’involucro edilizio [m2];Ui = trasmittanza termica dell’elemento i-esimo[W/(m2K)];lk = lunghezza del ponte termico lineare, [m];Ψk = trasmittanza termica lineica del ponte termico lineare k,

[W/(m K)];χj = trasmittanza termica puntuale del ponte termico j, [W/K]

∑∑ ∑ +Ψ+= j ji kkkiiD lUAL χ

72

Il calcolo della dispersione termica verso ambienti non riscaldati èeffettuato determinando il coefficiente HU:

HU = coefficiente di accoppiamento tra lo spazio riscaldato e lo spazionon riscaldato [W/K];Hue = coefficiente di perdita di calore dallo spazio non riscaldatoall’esterno [W/K];H = coefficiente di perdita di calore dallo spazio riscaldato allo spazio

ueiu

ueiuU

HH

HbconbHH

+==

Hiu = coefficiente di perdita di calore dallo spazio riscaldato allo spazionon riscaldato [W/K]

Il coefficiente LiU tiene conto delle perdite attraverso le strutture opachee trasparenti e gli eventuali i ponti termici, secondo un’espressioneanaloga alla (1).

I coefficienti di perdita di calore invece devono considerare anche leperdite per ventilazione, secondo le seguenti espressioni:

Hiu = HT,iu + HV,iuHue = HT,ue + HV,ue

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