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Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

Rojas Retamal, Pedro

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile.

Rel. Marco Filippi, Cristina Becchio. Politecnico di Torino, Corso di laurea in Architettura, 2013

Abstract:

Questo lavoro propone l’analisi energetica di un’abitazione monofamiliare in tre diverse zone climatiche del Cile. Lo studio è realizzato attraverso l’adattamento al contesto cileno della norma tecnica UNI/TS 11300-1 “Prestazione energetica degli edifici parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale”, recepimento della direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia, che definisce le linee guida per l’applicazione in Italia della norma UNI EN ISO 13790:2008 con riferimento al metodo mensile semplificato quasi-stazionario per il calcolo dei fabbisogni netti di energia per riscaldamento e per raffrescamento1.

La necessità di valutare le prestazioni energetiche degli edifici è diventata una questione d’importanza sempre più crescente. Il Cile dagli armi 90’ ha dovuto far fronte a crisi energetiche che hanno costretto il Paese a rivedere le proprie fonti di approvvigionamento. In questo scenario nascono le prime politiche per limitare il consumo energetico e l’attuale normativa denominata “Reglamentación Tèrmica”. Questa normativa, nata con l’obiettivo di limitare le dispersioni termiche nel periodo invernale e di conseguenza consumare meno energia per il riscaldamento, è stata oggetto di studi 2, atti a testare la sua efficacia nel garantire un reale risparmio energetico. Le ricerche hanno evidenziato le non poche criticità della normativa: essa non prevede limiti per la ventilazione degli ambienti; considera valori limite ancora elevati di trasmittanza termica degli elementi d’involucro e non ne prevede alcuno per i solai inferiori contro terra, non considera misure per limitare le dispersioni dovute ai ponti termici; non considera né gli apporti interni né quelli solari. Viste tutte queste lacune, la ricerca si pone come obiettivo la verifica della normativa termica cilena attraverso la norma UNI/TS 11300-1.

Una delle caratteristiche del Cile è la sua notevole estensione territoriale: dalle zone desertiche del nord si estende fino ai territori freddi della Patagonia cilena nel sud. Questa diversità territoriale è stata considerata dalla “Reglamentación Térmica”, che sulla base dei gradi-giorno di riscaldamento annuali suddivide il territorio in sette zone climatiche. Per ogni zona stabilisce, inoltre, limiti di trasmittanza termica per coperture, pareti e solai inferiori ventilati, e una percentuale massima di superficie finestrata per ciascun edificio. Per questo studio sono state scelte tre di queste zone climatiche dalle caratteristiche molto diverse: una al nord dal clima caldo, un’altra al centro, dal clima mediterraneo, e una all’estremo sud dal clima piuttosto rigido. Dato che la normativa cilena “Reglamentación Térmica” si applica solo al settore residenziale, come oggetto di studio si è scelto un’abitazione monofamiliare isolata a un piano di circa settanta mq, una tipologia abitativa molto diffusa lungo tutto il Paese. Per le specifiche termotecniche degli elementi d’involucro si è fatto riferimento al “Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Térmico”4, documento ufficiale allegato alla normativa termica cilena, in cui sono definite le soluzioni costruttive e le trasmittanze termiche dei componenti dell’involucro per ogni zona climatica. Infine sono state definite le relative zone termiche. Il primo passo dello studio ha previsto il reperimento dei dati climatici: in Cile non esistono dati climatici convenzionali per calcoli termotecnici, quindi per analizzare l’edificio nei diversi contesti climatici del Cile sono stati utilizzati i file climatici disponibili sul sito del Dipartimento per l’Energia degli Stati Uniti5. Per i dati riguardanti l’irraggiamento solare su superfici non orizzontali, si sono utilizzati quelli di una ricerca universitaria cilena 6. Una volta raccolti tutti gli elementi necessari per l’analisi, tramite fogli di calcolo elettronici, sono stati ricavati il fabbisogno di energia termica per il riscaldamento e il raffrescamento, la durata della stagione di riscaldamento/raffrescamento ed il carico termico di progetto in ogni zona climatica.

I risultati dei calcoli effettuati sull’abitazione tipo indicano che in tutte e tre le zone climatiche, i valori del fabbisogno termico per il riscaldamento delle abitazioni costruite secondo la normativa termica cilena, sono molto elevati. Questo mette in dubbio la reale efficacia della normativa nata con lo scopo di limitare il consumo energetico invernale. Se si considera inoltre che tale normativa non si applica alle abitazioni costruite prima della sua entrata in vigore , diviene evidente che se si vogliono ridurre i consumi energetici nel settore residenziale è necessario migliorare la “Reglamentación Térmica”. Strumenti di valutazione come le norme UNI 11300 adattate ai diversi contesti come in questa ricerca, potrebbero servire da supporto alle politiche di sostenibilità ambientali ed energetiche nei diversi Paesi.

Relators: Marco Filippi, Cristina Becchio
Publication type: Printed
Subjects: A Architettura > AH Buildings and equipment for the home
Corso di laurea: Corso di laurea in Architettura
Classe di laurea: UNSPECIFIED
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3450
Chapters:

Sommario

1 Capitolo 1 - Il contesto cileno

1.1 II Cile, principali caratteristiche climatiche

1.2 Energia ed efficienza energetica

1.2.1 II Cile, dalla crisi energetica del 2004 a oggi

1.2.2 Energia primaria - consumi e fonti di approvvigionamento

1.2.3 II settore residenziale

1.2.4 Vettori energetici nel settore residenziale

1.3 La normativa termica cilena

1.3.1 Presentazione

1.3.2 La zonizzazione termica - gradi giorno

1.3.3 L'elenco ufficiale di soluzioni costruttive per l'isolamento termico

1.3.4 II Regolamento Termico

1.3.5 Solai superiori

1.3.6 Involucro opaco

1.3.7 Solai inferiori ventilati

1.3.8 Involucro trasparente

2 Capitolo 2 - La UNI/TS 11300-1

2.1 La direttiva europea 2002/91/CE

2.2 La normativa tecnica italiana

2.3 La norma UNI/LS 11300-1

2.3.1 La procedura di calcolo

2.3.2 Calcolo del fabbisogno ideale di energia termica per il riscaldamento e

raffrescamento

2.3.3 Calcolo degli scambi termici

2.3.4 Calcolo degli apporti termici

2.3.5 Dati d'ingresso per i calcoli

2.3.6 Zonizzazione e accoppiamento termico tra zone

2.3.7 Temperatura e umidità relativa interna

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

2.3.8 Dati climatici

2.3.9 Durata della stagione riscaldamento e raffrescamento

2.3.10 Parametri di trasmissione termica e caratterizzazione dei componenti

d'involucro

2.3.11 Ventilazione

2.3.12 Apporti termici interni

2.3.13 Apporti termici solari

2.3.14 Parametri dinamici

2.3.15 Fattori di utilizzazione

3 Capitolo 3-11 caso di studio

3.1 Individuazione dell’abitazione tipo

3.2 Caratteristiche abitazione mono familiare tipo

3.3 Abitazione oggetto di studio

4 Capitolo 4 - Analisi energetica zona nord

4.1 II contesto

4.2 Dati termofìcisi dei componenti delPinvolucro

4.2.1 Copertura e solaio superiore

4.2.2 Solaio inferiore

4.2.3 Involucro trasparente

4.2.4 Involucro opaco

4.3 Riepilogo risultati zona nord

4.3.1 Zona nord - Coefficienti di scambio termico per trasmissione HD; Hy,Hg, H,y.

4.3.2 Apporti termici interni

4.3.3 Carico termico di progetto (UNI EN12831)

4.4 Fabbisogno energetico per riscaldamento

4.4.1 Durata stagione di riscaldamento

4.4.2 Scambi termici per trasmissione

4.4.3 Scambi termici per ventilazione

4.4.4 Totale scambi termici

4.4.5 Apporti termici interni

4.4.6 Apporti termici da radiazione solare

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

4.4.7 Totale apporti termici periodo di riscaldamento

4.5 Fabbisogno energetico per raffrescamento

4.5.1 Durata della stagione di raffrescamento

4.5.2 Scambi termici per trasmissione

4.5.3 Scambi termici per ventilazione

4.5.4 Totale scambi termici periodo di raffrescamento

4.5.5 Totale apporti termici periodo di raffrescamento

5 Capitolo 5 - Analisi energetica zona centrale

5.1 II contesto

5.2 Dati termofisici dei componenti d’involucro

5.2.1 Copertura e solaio superiore

5.2.2 Solaio inferiore

5.2.3 Involucro trasparente

5.2.4 Involucro opaco

5.3 Riepilogo risultati zona centrale

5.3.1 Coefficienti di scambio termico per trasmissione HD, HU;Hg; H,y

5.3.2 Apporti termici interni

5.3.3 Carico termico di progetto (UNI EN12831)

Fabbisogno energetico per il riscaldamento

5.3.4 Durata stagione di riscaldamento

5.3.5 Scambi termici per trasmissione

5.3.6 Scambi termici per ventilazione

5.3.7 Totale scambi termici

5.3.8 Apporti termici interni

5.3.9 Apporti termici da radiazione solare

5.3.10 Totale apporti termici

5.4 Fabbisogno energetico per raffrescamento

5.4.1 Durata della stagione di raffrescamento

5.4.2 Scambi termici per trasmissione

5.4.3 Scambi termici per ventilazione

5.4.4 Totale scambi termici periodo di raffrescamento

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

5.4.5 Totale apporti termici periodo di raffrescamento

6 Capitolo 6 - Analisi energetica zona sud

6.1 II contesto

6.2 Dati termofisici dei componenti dell’involucro

6.2.1 Copertura e solaio superiore

6.2.2 Solaio inferiore

6.2.3 Involucro trasparente

6.2.4 Involucro opaco

6.3 Riepilogo risultati zona sud

6.3.1 Coefficienti di scambio termico per trasmissione HD, HU;H6, H;jj

6.3.2 Apporti termici interni

6.3.3 Carico termico di progetto (UNI EN12831)

6.4 Fabbisogno energetico per il riscaldamento

6.4.1 Durata stagione di riscaldamento

6.4.2 Scambi termici per trasmissione

6.4.3 Scambi termici per ventilazione

6.4.4 Totale scambi termici periodo di riscaldamento

6.4.5 Apporti termici interni

6.4.6 Apporti termici da radiazione solare

6.4.7 Totale apporti termici periodo di riscaldamento

6.5 Fabbisogno energetico per raffrescamento

6.5.1 Durata della stagione di raffrescamento

6.5.2 Scambi termici per trasmissione

6.5.3 Scambi termici per ventilazione

6.5.4 Totale scambi termici periodo di raffrescamento

Conclusioni

Fabbisogno di energia termici per riscaldamento

Giorni di riscaldamento

Carico termico di progetto

Fabbisogno di energia termica per raffrescamento

Considerazioni finali

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

Simboli, grandezze ed unità di misura

Bibliografia

Bibliography:

UNI/TS 11300-1:2012 Prestazioni energetiche degli edifìci - Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale.

EN ISO 13790:2008 Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling.

EN ISO 14683:2007 Thermal bridges in building construction - Linear thermal transmittance - Simplified methods and default values.

UNI EN 12831:2006 Impianti di riscaldamento negli edifici. Metodo di calcolo del carico termico di progetto.

Becchio C., Branciforte V., Monetti V., Esercitazione - Dimensionamento dell’impianto di riscaldamento,Torino, Politecnico di Torino, Dipartimento di Energia, 2012.

Becchio C., Branciforte V., Monetti V., Esercitazione - Progettazione Termica dell’involucro, Torino, Politecnico di Torino, Dipartimento di Energia, 2012.

Becchio C., Branciforte V., Monetti V., Esercitazione - Calcolo dei consumi, verifiche sul risparmio energetico, certificazione energetica, Politecnico di Torino, Dipartimento di Energia, 2012.

Colombo G., Lo stato dell’arte nella progettazione di edifici passivi, Firenze, Alinea Editrice, 2006.

Grosso M., Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, Santacangelo di Romagna (RN), Maggioli Editore, 2 ed., 2008.

Fabbri K., Prestazione energetica degli edifìci. I metodi di calcolo secondo le norme UNI/TS 11300, Milano,Tipografia del Genio Civile, 2 ed., 2010.

Teneggi R., Bioarchitettura e costruzioni in legno, Monfalcone, EdicomEdizioni, 2006.

Bertagnin M., Pietrogrande E., La salubrità dell’abitare, all’origine dell’approccio ecosostenibile nell’architettura del moderno in Germania e in Italia, Monfalcone, EdicomEdizioni, 2002.

Armillotta F., Palmieri C., a cura di, L’-architettura bioecologica in 100 “Tesi”, Monfalcone (Gorizia), EdicomEdizioni, 2004.

Zappone C., La serra solare, Napoli, Esselibri, 2 ed. 2009.

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

Manual de Aplicación Reglamentación Térmica, Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, Articulo 4.1.10, Santiago de Chile, Ministerio de Vivienda y Urbanismo, (publicato novembre 2006, consultato 07 luglio 2013), disponibile in: http://www.minvu.cl/opensite 20070212164420.aspx.

Materiale in formato elettronico

Aislación Térmica exterior, manual de diseño para soluciones en edificaciones, Corporación de Desarrollo Tecnológico de la Cámara Chilena de La Construcción (pubblicato 2008, consultato luglio 2013). Disponibile in: http://www.cdt.cl/cdt/www/adminTools07/home.aspx.

Balance de la vivienda en Chile - Actualización del Balance de la Vivienda 2008, Cámara Chilena de la Construcción, (pubblicato 2011, consultato, luglio 2013). Disponibile in: http://www.cchc.cl/publicacion/balance-de-la-vivienda-en-chile- 2011.

Berti M., Breviario di energetica edile, 2013, EBook, 36, Grafill.

Bustamante W., Cepeda R., Martínez P., Santa Maria H., Eficiencia energética en vivienda social: un desafio posible, in AA.VV., (a cura di), Camino al Bicentenario - Propuestas para Chile, Santiago de Chile, Pontificia Universidad Católica de Chile, 2009. Consultato luglio 2013, disponibile in: http://politicaspublicas.uc.cl/publicaciones/ver publicacion/56

Bustamante W., Cepeda R., Martínez P., Encinas Pino, F., Guía de Diseño para la Eficiencia Energética en la Vivienda Social, Pontificia Universidad Católica de Chile, Facultad de Arquitectura, Diseño y Estudios Urbanos, (pubblicato aprile 2009, consultato luglio 2013), disponibile in:

http://www.minvu.cl/opensite 20070212164420.aspx.

Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Térmico del Ministerio de Vivienda y Urbanismo 10a ed., Ministerio de Vivienda y Urbanismo, (publicato giugno 2012, consultato 07 luglio 2013), disponibile in: http://www.minvu.cl/opensite 20070611111640.aspx.

Manual para la reparación de viviendas dañadas, Programa de reconstrucción del Ministerio de Vivienda y Urbanismo (pubblicato 2010, consultato luglio 2013). Disponibile in: http://www.minvu.cl/opensite 20070212164420.aspx.

Analisi energetica di abitazione monofamiliare in tre contesti climatici del Cile

Articoli su riviste elettroniche:

Rodríguez J., G. (2007) Aislamiento térmico - Humedad en elementos envolventes, 57 Revista Bit, 46-49. Disponibile presso: http://www.revistabit.cl/revistabit/www/admintools/

Rodríguez J., G. (2008) Aislamiento térmico - Humedad en elementos envolventes II, 58 Revista Bit, 40-43. Disponibile presso: http://www.revistabit.cl/revistabit/www/admintools/

Siti web:

http://www.chile.travel/es/acerca-de-chile/clima-v-geografia.html

http://www.meteochile.gob.cl/climatologia.php Cartografía interactiva de los climas de Chile http://www7.uc.cl/sw educ/geografia/cartografiainteractiva/index.htm Insituto Nacional de Normalización

http://www.inn.cl/portada/index.php

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