La Ristrutturazione importante di I livello è un intervento che interessa l’involucro edilizio con un'incidenza superiore al 50% della superficie disperdente complessiva dell’edificio e al contempo comprende anche la ristrutturazione dell’impianto termico per il servizio di climatizzazione invernale e/o estiva. In tali casi i requisiti di prestazione energetica si applicano all’intero edificio e si riferiscono alla sua prestazione energetica relativa al servizio considerato. Le verifiche da rispettare sono sostanzialmente simili a quelle degli edifici di nuova costruzione e anche in questo caso si possono riassumere in:
- requisiti riguardanti le caratteristiche dell'involucro;
- requisiti relativi ai fabbisogni di energia;
- requisiti impiantistici;
- fonti rinnovabili (solo in caso di ristrutturazione rilevante)
Vediamoli in dettaglio.
INVOLUCRO
| Coefficiente medio globale di scambio termico per trasmissione | H'T < H'Tlim |
| Area solare equivalente estiva per unità di superficie utile | Asol,est/Asup,util < (Asol,est/Asup,util)lim |
| Verifica massa superficiale Ms o trasmittanza termica periodica Yie per le zone (esclusa la F) in cui il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale Ims >= 290 W/m² |
Pareti opache verticali (eccezione NO-N-NE): Ms >= 230kg/m² oppure Yie < 0,18 W/m²K Pareti opache orizzontali e inclinate: Yie < 0,18 W/m²K |
| *Verifica trasmittanza, Zone climatiche C,D,E ed F (eccetto E.8) | U <= 0,8 per: • Divisori di separazione tra alloggi; • Strutture opache verso l’esterno di locali non riscaldati |
*A differenza degli edifici di nuova costruzione questa verifica non è sempre richiesta nelle Ristrutturazioni di I livello. Occorre rispettare il requisito, infatti, solo se la casistica riguarda un intervento di ristrutturazione con demolizione e ricostruzione. In tal caso sarà necessario selezionare la casella evidenziata di seguito:
Figura 1 – Impostazione delle verifica delle strutture nel caso di ristrutturazione con demolizione e ricostruzione
FABBISOGNI DI ENERGIA
| Indice di prestazione termica utile per riscaldamento | EPH,nd < EPH,nd,lim |
| indice di prestazione termica utile per raffrescamento | EPC,nd < EPC,nd,lim |
| Indice di prestazione energetica globale |
Epgl,tot < Epgl,tot,lim |
REQUISITI IMPIANTISTICI
| Efficienza media stagionale dell’impianto di climatizzazione invernale | ηH > ηH,lim |
| Efficienza media stagionale dell’impianto di climatizzazione estiva | ηC > ηC,lim |
| Efficienza media stagionale dell’impianto per la produzione di acqua calda sanitaria |
ηW > ηW,lim |
FONTI RINNOVABILI
Le fonti rinnovabili sono richieste nelle Ristrutturazioni di I livello solo se queste ultime rientrano nella casistica di Ristrutturazioni rilevanti. Un edificio si dice sottoposto a ristrutturazione rilevante se ricade in una delle seguenti categorie:
- edificio esistente avente superficie utile superiore a 1000 metri quadrati, soggetto a ristrutturazione integrale degli elementi edilizi costituenti l’involucro;
- edificio esistente soggetto a demolizione e ricostruzione anche in manutenzione straordinaria;
Pertanto, se nessuna delle due condizioni è rispettata, non si dovranno verificare requisiti inerenti le fonti rinnovabili.
In caso contrario, ovvero di ristrutturazione rilevante, è necessario selezionare la casella evidenziata di seguito:
Figura 2 – Definizione di ristrutturazione rilevante
In questo caso i requisiti richiesti sono:
| Copertura da fonti rinnovabili per il servizio di ACS | 60% |
| Copertura da fonti rinnovabili per i servizi di Riscaldamento + ACS + Raffrescamento | 60% |
| Installazione Impianti FV di potenza pari a: |
P=k*S dove k=0,025 |
STRATEGIE PER L’OTTENIMENTO DELLE VERIFICHE
Molti parametri possono essere migliorati seguendo le medesime strategie, verranno quindi raggruppati i parametri simili.
Parametri invernali dell’involucro
I parametri che caratterizzano il comportamento invernale dell'involucro sono l'H'T, ovvero il coefficiente globale di scambio termico e l'indice di prestazione termica utile per riscaldamento EPH,nd.
Per ridurre il valore di questi parametri al di sotto dei relativi limiti occorre migliorare le prestazioni invernali dell’involucro ovvero le caratteristiche di pareti, solai e serramenti disperdenti aumentandone la coibentazione e/o riducendo l’effetto dei ponti termici.
Nel caso di interventi di Ristrutturazione importante di I livello, tuttavia, occorre considerare il fatto che le verifiche sono globali, in altre parole i parametri posti in verifica sono calcolati considerando tutte le strutture che costituisco l'involucro e non solo le strutture specificatamente oggetto di intervento. Ciò vuole dire che anche le strutture escluse dall'intervento e dalle verifiche hanno un ruolo nel calcolo di questi parametri. In questi casi le possibili soluzioni sono due:
- provare ad aumentare l'isolamento delle strutture oggetto di intervento per compensare gli effetti negativi dati dalle strutture escluse;
- valutare la possibilità di intervenire anche sulle strutture che si erano inizialmente escluse dagli interventi.
Le altre due verifiche connesse all'involucro sono la massa superficiale / trasmittanza termica periodica e la trasmittanza delle strutture esterne dei locali non riscaldati, quest'ultima solo nel caso di contestuale demolizione e ricostruzione.
Nel primo caso, ovviamente, una struttura pesante permetterà di verificare agevolmente la massa superficiale, tuttavia, nelle nuove costruzioni è raro ormai utilizzare materiali di elevata densità. Per tale motivo la norma prevede una verifica alternativa alla massa superficiale ovvero la trasmittanza termica periodica. Basterà, infatti, isolare in modo opportuno le strutture, in modo che il valore di Yie sia al di sotto del limite, e non sarà necessario rispettare il limite della massa superficiale. Anche strutture leggere, quindi, possono rispettare senza problemi i requisiti normativi.
Per quanto riguarda la trasmittanza delle strutture esterne dei locali non riscaldati, la norma prevede che queste strutture abbiano almeno una trasmittanza pari a 0.8 W/m²K. Occorre, pertanto, introdurre un leggero isolamento o usare materiali opportuni fino a raggiungere il valore limite.
Parametri estivi dell’involucro
I parametri estivi che caratterizzano l'involucro sono l'area solare equivalente estiva Asol,est/Asup,util e
l'indice di prestazione termica utile per raffrescamento EPC,nd.
Per agire positivamente su questi valori si può ridurre l’irraggiamento solare intervenendo sul fattore g del vetro dei serramenti:
Figura 3 – Inserimento del fattore di trasmissione solare g del vetro
oppure aggiungendo o migliorando le schermature alle finestre:
Figura 4 – Definizione di una schermatura ad una finestra
Riducendo l'irraggiamento solare, tuttavia, si modificherà anche il comportamento invernale dell'involucro, peggiorando in tal modo l'EPH,nd. Mentre il fattore di trasmissione solare g del vetro rimane invariato nel periodo invernale ed estivo, le schermature possono essere applicate anche nel solo periodo estivo. Questo consente di migliorare il comportamento estivo senza peggiorare quello invernale.
Nel caso in cui l'azione sull'irraggiamento solare non fosse sufficiente per la verifica dell'EPC,nd occorrerà "peggiorare" l'involucro, ovvero ridurre l'isolamento o verificare la possibilità di aggiungere o peggiorare i ponti termici. In questo caso occorrerà fare attenzione al comportamento dell'EPH,nd, ovvero l'indice invernale, e trovare il giusto equilibrio tra i due parametri EPH,nd ed EPC,nd.
Anche nel caso delle verifiche estive occorre sempre considerare che le verifiche hanno carattere globale.
Efficienze degli impianti
Sono i parametri ηH, ηC e ηW ovvero, rispettivamente, l'efficienza dell'impianto di riscaldamento, l'efficienza dell'impianto di raffrescamento e l'efficienza dell'impianto di acqua calda sanitaria.
In generale l'efficienza di un impianto, ai fini delle verifiche, è definita come:
η = Fabbisogno di energia termica / Fabbisogno di energia primaria totale
Sono, quindi, delle grandezze che coinvolgono tutti i parametri del sistema edificio-impianto, ovvero l'involucro, la generazione, l'emissione, la regolazione e le fonti rinnovabili. Non è possibile, quindi, individuare una strategia univoca per l'ottenimento della verifica ma spesso occorre agire su più aspetti.
Senza dubbio è molto utile migliorare i rendimenti di emissione, regolazione e distribuzione:
Figura 5 – Impostazione rendimenti di emissione, regolazione e distribuzione
Inoltre si può valutare l'uso di generatori più performanti e verificarne il corretto dimensionamento:
Figura 6 – Rendimenti di un generatore a combustione
Figura 7 – Definizione dei dati prestazionali di una pompa di calore: impostazione dei COP
Inoltre è importante valutare attentamente i parametri dell'eventuale accumulo:
Figura 8 – Definizione delle caratteristiche dell'accumulo
L'accumulo, infatti, è essenzialmente una perdita e, pertanto, è fondamentale indicarne correttamente la dispersione termica, nota anche come Kboll. Un buon accumulo ha un Kboll che va da circa 1.5 W/K a 3 W/K. In alternativa è possibile calcolare il Kboll indicando i parametri geometrici e l'isolamento ma, ovviamente, l'ordine di grandezza della dispersione risultante dovrà essere simile ai valori sopra indicati. Un altro parametro estremamente importante è la temperatura media dell'accumulo stesso. Questa non dovrebbe discostarsi molto dalla temperatura relativa al servizio per cui è destinato l'accumulo. Ad esempio: se si ha un accumulo per sola acqua calda sanitaria, occorre considerare che la temperatura di erogazione della stessa è fissata dalla norma a 40°C. Indicare una temperatura media molto più alta è uno spreco di energia ed è controproducente per le verifiche.
Un altro importante aspetto da valutare attentamente è rappresentato dagli ausiliari elettrici:
Figura 9 – Esempio di ausiliari elettrici: ausiliari di emissione e distribuzione
Gli ausiliari elettrici sono dei campi generici previsti dalla norma per tener conto del consumo di eventuali dispositivi elettrici in ausilio al particolare servizio. Ad esempio, gli ausiliari elettrici della distribuzione possono essere delle eventuali pompe di circolazione, oppure gli ausiliari elettrici di emissione possono rappresentare il consumo di terminali quali i ventilconvettori. Gli ausiliari elettrici non sempre sono presenti e tali campi vanno compilati solo se effettivamente necessari altrimenti vanno lasciati vuoti.
L'efficienza di raffrescamento, infine, merita un approfondimento apposito. Occorre, innanzitutto effettuare una premessa: quando si dimensiona una macchina, la potenza viene scelta, ovviamente, in base al carico reale che può essere stimato con varie metodologie come, ad esempio, il Carrier-Pizzetti. In fase di calcolo prestazionale e per le verifiche di legge, invece, non si usa il carico reale ma quello standard determinato in base al capitolo 5 della UNI/TS 11300-1. Il problema sta nel fatto che il carico standard è sempre molto più basso di quello reale. Di conseguenza "sulla carta" è come se la macchina fosse sovradimensionata. Ovviamente, non è pensabile scegliere delle macchine di bassa potenza solo per ottenere le verifiche, perché poi nella realtà non si avrebbe una corretta copertura del carico effettivo e l'edificio non verrebbe raffrescato adeguatamente. Il dimensionamento della macchina, quindi, deve essere sempre fatto in base alle esigenze reali mentre, per risolvere il problema delle verifiche, un grande aiuto viene dai valori di EER ai carichi parziali.
Figura 10 – Definizione degli EER di una pompa di calore
L'EER, infatti, tende a crescere al ridursi del fattore di carico e questo permette di compensare il problema del teorico sovradimensionamento.
Fonti rinnovabili
Le verifiche delle fonti rinnovabili, richieste solo nel caso di ristrutturazioni rilevanti, sono essenzialmente di due tipologie:
- installazione di un impianto fotovoltaico di potenza minima, che è funzione della superficie in pianta dell'edificio;
- la copertura di una certa percentuale del fabbisogno di ACS e di energia termica in generale tramite le fonti rinnovabili.
Per il primo punto occorre necessariamente inserire un generatore fotovoltaico con potenza pari ad almeno il valore limite indicato.
Per quanto riguarda il secondo punto, per aumentare la percentuale di copertura, occorre introdurre appositi generatori rinnovabili come solari termici, generatori a biomassa o pompe di calore e, inoltre, è fondamentale impostarli correttamente ed effettuare un corretto dimensionamento. Per le pompe di calore in particolare, il corretto dimensionamento e le impostazioni di utilizzazione sono fondamentali per fare in modo che l'SPF della macchina superi il valore limite previsto dalla norma pari a 2.875. A fini delle verifiche di Legge10, infatti, la norma prevede che la quota rinnovabile delle pompe di calore possa essere considerata solo se l'SPF della macchina superi il valore di 2.875. In caso contrario la quota rinnovabile viene considerata nulla. Per verificare il valore dell'SPF è sufficiente produrre la relazione di calcolo e, quindi, rilevare il valore del COP totale nella scheda Dettaglio impianti
Figura 11 – SPF di una pompa di calore
Il corretto dimensionamento della macchina è uno degli elementi che permette all'SPF di crescere e superare il limite, fornendo al sistema un prezioso contributo rinnovabile utile per le verifiche.
Verifica dell'EPgl,tot
Per ottenere la verifica dell'indice di prestazione energetica globale occorre migliorare appunto le prestazioni generali dell'edificio. Tuttavia, questa verifica in genere non rappresenta un problema in quanto una volta ottenute tutte le altre verifiche sopra descritte risulta quasi automatico il rispetto di questo requisito.
In generale, infine, il modus operandi che garantisce una buona progettazione e il rapido ottenimento di tutti i requisiti prevede, innanzitutto, di verificare le prestazioni dell'involucro, invernali ed estive. Solo successivamente ci si concentrerà sui requisiti impiantistici e delle fonti rinnovabili.
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