Il ruolo del termotecnico sull’involucro
Questo compito si è fatto sempre più importante nel corso degli anni, in particolare dall’entrata in vigore della legge 10/91 e tutti i decreti che sono seguiti a questa. Oggi l’analisi termotecnica di un edificio è necessaria per poter ottenere permessi dalle autorità amministrative, finanziamenti, incentivi e detrazioni fiscali. Inoltre non sarebbe possibile dimensionare correttamente gli impianti se prima non si studia a fondo il comportamento di una costruzione in relazione alla sua ubicazione e alla destinazione d’uso.
E’ utile quindi definire quali azioni richiede la fisica tecnica di un edificio, azioni che fanno parte del lavoro quotidiano di un termotecnico.
Analisi termo-igrometrica delle strutture
Le strutture che costituiscono l’involucro esterno (o più correttamente l’involucro disperdente) devono essere attentamente analizzate per poter sopperire a tre necessità: limitare le dispersioni verso l’esterno nel periodo invernale, mantenere uno sfasamento elevato d’estate, e impedire la formazione di condensa superficiale ed interstiziale.
Un ottimo isolamento termico garantisce piccole perdite di calore durante la stagione del riscaldamento, mentre per evitare la formazione di condensa è necessario studiare la struttura e, a seconda dei casi, intervenire con l’inserimento di materiali opportuni (i cosiddetti “freni vapore”) o intercapedini di ventilazione.
Per quanto riguarda il controllo dell’irraggiamento solare, un’analisi particolare (secondo la norma UNI EN ISO 13786) definisce lo sfasamento dell’onda termica e si dovrà agire sulle caratteristiche dei materiali nonché sugli spessori al fine di ottenere il valore desiderato. Il comfort estivo inoltre, dipende anche dalla qualità degli elementi trasparenti (infissi) e dalla presenza di sistemi schermanti mobili o fissi (aggetti).
Fabbisogno termico
Il fabbisogno termico è l’energia, calcolata su un periodo di riferimento (convenzionalmente un anno solare), teoricamente consumata dall’edificio per poter garantire condizioni di comfort termo-igrometrico o un certo tipo di servizio (es. acqua calda sanitaria). Non bisogna fare confusione con il fabbisogno primario, perché quest’ultimo è calcolato considerando anche gli impianti e i generatori d’energia.
A livello di involucro si esegue l’analisi energetica sia nel periodo invernale che nel periodo estivo. Occorre considerare nel computo gli scambi tra interno ed esterno, gli apporti della ventilazione, dell’irraggiamento e delle fonti di calore interne.
I valori ottenuti servono a definire la qualità prestazionale dell’edificio e pertanto servono a compilare documenti quali attestati di certificazione e qualificazione energetica, relazioni ex-legge 10 e report energetici da diagnosi sull’esistente. La normativa in vigore da considerare per la procedura del calcolo del fabbisogno di un edificio per la climatizzazione è la UNI TS 11300-1.
Carichi termici invernali
La stima dei carichi termici invernali serve a definire la potenza termica massima di un ambiente e quindi la taglia della macchina destinata al riscaldamento dell’edificio. La procedura di calcolo è molto snella per il fatto che vengono adottate delle ipotesi iniziali semplificative: tra queste, la stazionarietà delle condizioni al contorno (si suppone come temperatura di riferimento la minima esterna ed è posta costante durante l’arco della giornata) e la trascurabilità degli apporti di calore interni e dell’irraggiamento solare.
In questa fare si tiene conto dell’analisi di elementi strutturali denominati “ponti termici”, che richiede strumenti di calcolo di tipo analitico o numerico. Infatti con la recente revisione della norma UNI TS 11300-1 non è più possibile utilizzare metodi semplificati forfettari (per le costruzioni esistenti) o valori precalcolati (per i nuovi edifici).
Carichi termici estivi
Si tratta di una procedura abbastanza complessa, perché a differenza del caso invernale, d’estate non è possibile adottare l’ipotesi di regime stazionario, dato che la temperatura esterna è variabile durante l’arco della giornata e le strutture, a causa dello sfasamento, possono irraggiare calore anche quando fuori non c’è carico solare.
In Italia ed in Europa non esiste ancora una normativa tecnica che delinea le linee guida per il calcolo dei carichi di raffrescamento, e pertanto si fa affidamento ai metodi dell’ASHRAE o ad algoritmi proposti dalla letteratura (es. il metodo Carrier-Pizzetti).
In generale queste metodologie sono talmente lunghe e complesse che per motivi di praticità è consigliabile ricorrere a programmi di tipo commerciale.