Con la pubblicazione delle norme UNI TS 11300 parte 1 e 2 (edizione 2014) si completa un percorso di aggiornamento iniziato con l’Inchiesta Pubblica Preliminare nell’aprile 2011 e che ha previsto due inchieste pubbliche (settembre-novembre 2012 e maggio-settembre 2013).
Dopo avere analizzato la nuova UNI TS 11300 parte 1 in un precedente articolo, in questa sede si prenderà in considerazione la nuova UNI TS 11300 parte 2.
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UNI TS 11300-1 “Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione in edifici non residenziali”.
La prima novità relativa alla norma UNI TS 11300-2:2014 è riscontrabile direttamente nel titolo. In aggiunta a quanto già previsto nell’edizione del 2008, la nuova versione fornisce (oltre ai dati e metodi per il calcolo dei fabbisogni di energia termica utile per il servizio di produzione di acqua calda sanitaria e il calcolo dei fabbisogni di energia fornita e di energia primaria per i servizi di climatizzazione invernale e acqua calda sanitaria) anche il metodo di calcolo (Appendice C) per la determinazione del fabbisogno di energia primaria per il servizio di ventilazione e le indicazioni e i dati nazionali (Appendice D) per la determinazione dei fabbisogni di energia primaria per il servizio di illuminazione, per edifici non residenziali, in accordo con la UNI EN 15193.
Si completa così il panorama dei servizi energetici degli edifici, coperti dalla serie UNI TS 11300 (climatizzazione o riscaldamento invernale, acqua calda sanitaria, climatizzazione o raffrescamento estivo, ventilazione e illuminazione). Per ciascuno di questi servizi, è dunque possibile (grazie anche al supporto delle altre specifiche tecniche della serie UNI TS 11300) determinare il fabbisogno di energia termica utile, di energia fornita e di energia primaria per i vettori energetici considerati. A tale scopo, all’inizio della norma UNI TS 11300-2 viene riportata un’utile tabella per orientarsi in merito alla classificazione dei servizi energetici, ai parametri di prestazione energetica e ai riferimenti per il calcolo. È importante sottolineare come la norma fornisce dati e metodi per il calcolo dei rendimenti e delle perdite dei sottosistemi di generazione alimentati con combustibili fossili liquidi o gassosi. Per vettori energetici diversi da quelli fossili, si deve fare riferimento alla UNI TS 11300-4.
Nella nuova versione della UNI TS 11300-2:2014, si può osservare:
– L’eliminazione della valutazione basata sul rilievo dei consumi effettivi di combustibile.
– L’eliminazione del metodo di calcolo semplificato (e relativi esempi) per il calcolo del fabbisogno di energia primaria per il riscaldamento (su base stagionale) e del fabbisogno di energia primaria per acqua calda sanitaria (su base annua)
– L’eliminazione del prospetto relativo ai fabbisogni standard di energia per altri usi (usi cottura), utilizzato per poter depurare i consumi rilevati da quelli non attinenti al riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria.
– L’eliminazione dell’indicazione dei fattori di conversione in energia primaria (la vecchia versione della norma riportava l’indicazione del fattore di conversione dell’energia elettrica e dei combustibili fossili).
Per quanto riguarda le Appendici, oltre alle Appendici A e B (rispettivamente, “Calcolo delle perdite di distribuzione” e “Determinazione delle perdite di generazione”), già presenti nella precedente versione della norma, si sono aggiunte tre nuove Appendici:
– L’Appendice C Fabbisogni di energia per la ventilazione meccanica e per la climatizzazione invernale in presenza di impianti aeraulici.
L’Appendice fornisce le formule per il calcolo dei fabbisogni di energia termica delle batterie di riscaldamento e dei fabbisogni di umidificazione. Ai fini del calcolo del fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale, essi sono considerati a carico dei sottosistemi di generazione, tenendo conto delle perdite di distribuzione dei circuiti idraulici di collegamento.
– L’Appendice D Fabbisogni di energia per l’illuminazione.
La determinazione del fabbisogno di energia elettrica per illuminazione si effettua solo per edifici a destinazione d’uso non residenziale. Nel calcolo si considerano gli ambienti interni (zone climatizzate e zone non climatizzate) e, per le sole valutazioni di tipo A3, le aree esterne di pertinenza esclusiva dell’edificio nelle quali gli apparecchi luminosi sono alimentati e collegati all’edificio stesso. Il calcolo del fabbisogno di energia elettrica per illuminazione di un ambiente o di una zona interna tiene conto del fabbisogno di energia elettrica per dispositivi di controllo e di emergenza, della potenza elettrica installata degli apparecchi luminosi, del fattore di utilizzo della potenza installata, della disponibilità di luce naturale, dei tempi di operatività dell’illuminazione diurna e notturna e dell’occupazione dell’ambiente (fattore di assenza e fattore dipendente dalla tipologia di controllo dell’illuminazione in funzione dell’occupazione).
– Nell’Appendice E Calcolo della prestazione energetica di edifici non dotati di impianto di climatizzazione invernale e/o di produzione di acqua calda sanitaria sono fornite indicazioni nel caso di edifici privi di impianti termici per i quali sia richiesto, da disposizioni legislative, il calcolo di un presunto fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale e/o acqua calda sanitaria.
Si segnala come l’Appendice A risulta essere notevolmente ampliata rispetto alla precedente versione. Sono inoltre considerate anche le perdite di distribuzione di circuiti con fluido termovettore aria in impianti per la climatizzazione invernale.
Ecco, nel dettaglio, cosa cambia, seguendo l’ordine di lettura della norma stessa.
Periodo di attivazione degli impianti e intervalli di calcolo
Per la determinazione del periodo di calcolo per il servizio di climatizzazione invernale e di ventilazione si rimanda alla specifica tecnica UNI TS 11300-1:2014. Il calcolo deve essere eseguito suddividendo il periodo totale di attivazione in intervalli elementari di durata mensile o di frazioni di mese (bin) laddove richiesto dalla parte 4 della specifica tecnica (è il caso dei generatori a pompa di calore, ad esempio).
Destinazione e suddivisione del sistema fabbricato-impianto
È necessario procedere, innanzitutto, alla dettagliata identificazione e suddivisione del sistema fabbricato-impianto. In funzione della destinazione d’uso sono possibili 4 casi: sistema fabbricato-impianto per sola destinazione residenziale, sistema fabbricato-impianto per unica tipologia di destinazione non residenziale, sistema fabbricato-impianto comprendente porzioni di involucro a destinazioni residenziali e non residenziali e sistema fabbricato-impianto comprendente porzioni a destinazioni non residenziali di diversa tipologia.
Il calcolo (così come nella precedente versione) viene eseguito per ciascuna zona termica: nella nuova norma viene specificato che le unità immobiliari sono considerate zone nelle quali è suddiviso l’edificio (ovviamente, le unità immobiliari possono essere a loro volta suddivise in zone termiche, qualora ne sussistano i requisiti).
Modalità di suddivisione degli impianti
Gli impianti (climatizzazione invernale, produzione ACS e ventilazione) si considerano suddivisi in due parti principali: la parte generazione (ovvero, dal punto di consegna dell’energia al confine dell’edificio al punto di consegna dell’energia termica utile alla rete di distribuzione dell’edificio) e la parte utilizzazione (ovvero la restante parte, a valle della generazione).
Bilancio termico dei sottosistemi
I rendimenti medi dei singoli sottosistemi possono essere ricavati, così come già previsto nella precedente norma, a partire dall’equazione di bilancio termico del sottosistema e considerando anche i fabbisogni elettrici degli ausiliari. Quello che cambia è che il rendimento è ora espresso in termini di energia primaria (ovvero l’energia in entrata o fornita al sottosistema viene moltiplicata per il corrispondente fattore di conversione in energia primaria).
Fabbisogno di energia termica
Esso è sempre suddiviso in fabbisogno ideale, fabbisogno ideale netto e fabbisogno effettivo. Nel caso di valutazioni di tipo A3 (diagnosi energetica) qualora sia installato un sistema di contabilizzazione dell’energia termica utile fornita alla singole unità immobiliari di un edificio si può tenere conto di un fattore di riduzione del fabbisogno effettivo di energia termica Qhr pari a 0,9 in modo da considerare la riduzione di consumo determinata dall’intervento degli utenti.
Nel calcolo del fabbisogno di energia termica utile effettivo Qhr non si considera l’energia termica recuperata dall’energia elettrica del sottosistema di emissione.
Sottosistemi di emissione
Per quanto riguarda i valori di rendimenti di emissione, riportati nel prospetto 17, a prima vista essi sembrano essere maggiori rispetto alla prima versione della norma. Leggendo bene le note della tabella, appare tuttavia chiaro come nella versione del 2008 i valori di rendimento erano riferiti ad una temperatura di mandata dell’acqua di 85 °C (e venivano proposti valori di incremento per temperatura di mandata inferiori a 65 °C), ora invece i valori sono riferiti ad una temperatura di mandata dell’acqua minore o uguale a 55 °C (e di conseguenza si decrementano i valori nel caso di temperature di mandata dell’acqua più elevate).
Analizzando i dati, si ottengono gli stessi valori (con la possibilità di interpolare i valori di rendimento per temperature di mandata comprese tra 55 e 85 °C). Per i locali aventi altezza maggiore di 4 m sono presenti anche le tipologie di terminale non previste nella precedente versione (radiatori, ventilconvettori, bocchette in sistemi ad aria calda), per le quali vengono fornite, a titolo indicativo, dei valori di rendimento di emissione (la norma stessa afferma che radiatori e ventilconvettori non sono terminali comunemente utilizzati in questa tipologia di locali). Viene inoltre fornito un metodo per correggere, attraverso fattori correttivi moltiplicativi, il rendimento di emissione per i pannelli radianti, in modo da considerare in maniera opportuna il reale posizionamento dei pannelli nelle strutture edilizie considerate.
È necessario verificare, per i locali di altezza superiore ai 4 m, la presenza di stratificazione (si dovrà procedere al calcolo analitico qualora si riscontrino differenze nel gradiente verticale di temperatura tra soffitto e pavimento maggiori di 5 °C). Tale verifica dovrà essere effettuata quando si è in presenza di radiatori o ventilconvettori e in tutti i casi dubbi o nei quali si sia lontani dalla condizioni di installazione a perfetta regola d’arte, indicate nel prospetto 19.
Sottosistemi di regolazione
Nulla cambia rispetto alla precedente versione. Per la definizione delle bande di proporzionalità indicate nel prospetto 20 “Rendimenti di regolazione”, la norma fa riferimento alla UNI EN 215 “ Valvole termostatiche per radiatori”.
Sottosistemi di distribuzione
Vengono innanzitutto forniti alcuni livelli e esempi di articolazione della rete di distribuzione, la quale può articolarsi, in linea generale, nei seguenti livelli:
– Distribuzione di utenza (distribuzione interna alle singole unità immobiliari);
– Circuito di distribuzione comune (distribuzione comune a più unità immobiliari);
– Circuito di distribuzione primaria (circuito che alimenta più reti di utenza circuiti di distribuzione o fabbricati);
– Circuito di generazione (ossia quello nel quale è inserito il sottosistema di generazione).
Per ciascuna delle parti di una rete di distribuzione, è necessario calcolare l’energia termica in ingresso alle singole parti della rete di distribuzione stessa.
Il calcolo dei rendimenti di distribuzione può avvenire in maniera dettagliata (seguendo quanto riportato all’interno dell’Appendice A) o utilizzando i valori precalcolati, qualora ovviamente siano rispettate le condizioni al contorno specificate. È importante sottolineare come, a differenza della precedente versione della norma, anche nel caso di valutazioni di progetto (tipo A1) sia ora possibile fare riferimento ai dati precalcolati. In merito all’utilizzo dei prospetti con i rendimenti di distribuzione precalcolati si deve tenere presente che le tipologie previste nei prospetti sono riferite a edifici o porzione di edifici con prevalente destinazione residenziale e che i valori indicati nei prospetti considerano già i recuperi termici da dispersioni delle reti e di energia termica da energia elettrica ausiliaria (ad esempio, dalle pompe di distribuzione).
I valori di rendimento precalcolati sono riferiti (come anche nella precedente versione) ai livelli di isolamento delle tubazioni, definiti tuttavia in maniera più compiuta (ad esempio, si specifica che la voce “isolamento discreto” corrisponde ad un isolamento di spessore non necessariamente conforme alle prescrizioni del DPR 412/1993, ma eseguito con cura e protetto da uno strato di gesso, plastica o alluminio). La dicitura “isolamento della rete di distribuzione orizzontale” prende il posto della precedente dicitura (“isolamento distribuzione nel cantinato”).
In generale, viene ampliata la casistica coperta dai rendimenti precalcolati, i cui valori comunque cambiano in maniera significativa (laddove comparabili) rispetto alla precedente versione.
Nel caso di impianti autonomi con generatore unifamiliare in edificio condominiale, i valori sono applicabili solo qualora le tubazioni corrano interamente all’interno della zona riscaldata, come nel caso di generatore interno all’appartamento. Inoltre, viene richiesto il piano dove si trova l’impianto, distinguendo tra piano intermedio o piano terreno. Il caso in cui si è all’esterno o su pilotis non è coperto dalla casistica dei rendimenti precalcolati (si deve quindi far ricorso al calcolo dettagliato).
Nel caso di impianti unifamiliari a zone in edificio condominiale, viene sottolineato (direttamente all’interno della tabella relativa al caso in esame) che le dispersioni del montante che alimenta le zone devono essere calcolate analiticamente secondo appendice A, tenendo conto della temperatura media stagionale e caricate sulle singole zone in proporzione al fabbisogno di ciascuna di esse.
Nel caso di temperature di mandata e ritorno di progetto diverse da quelle usate per la determinazione di tali rendimenti precalcolati (80/60 °C) si procede alla correzione dei rendimenti ricavati dalle tabelle. In questa versione della norma, il fattore di correzione C del rendimento tabulato viene fornito in funzione del DT di progetto e della temperatura media stagionale, accrescendo quindi il livello di dettaglio rispetto alla versione del 2008.
Sottosistema di generazione
Il sottosistema di generazione può essere destinato a fornire calore anche a utenze diverse dal riscaldamento (sistemi di riscaldamento idronici e/o aeraulici), e, in particolare, per la produzione di acqua calda sanitaria o per ventilazione (preriscaldamento dell’aria). La specifica tecnica prevede sempre la determinazione del rendimento di generazione secondo il metodo dei prospetti precalcolati o secondo un calcolo dettagliato, riportato nell’Appendice B. La prima differenza che si riscontra dalla lettura comparata delle due versioni della norma è che per le valutazioni di progetto (tipo A1) è ora necessario utilizzare il metodo di calcolo dettagliato (a differenza della precedente versione della norma dove era possibile fare riferimento al metodo dei prospetti precalcolati).
I dati dei prospetti per determinare i rendimenti precalcolati non cambiano: scompare il caso relativo ai generatori di aria calda a gas o gasolio con bruciatore ad aria soffiata o premiscelato, funzionamento on-off e generatori di aria calda a gas a camera stagna con ventilatore nel circuito di combustione di tipo B o C, funzionamento on-off.
È inserita la possibilità di determinare le perdite di generazione per generatori di acqua calda alimentati da energia elettrica (caldaie elettriche), conoscendo il fattore di perdita dichiarato dal fabbricante del generatore e le condizioni medie di utilizzo (quali la temperatura media effettiva del generatore elettrico, la differenza fra la temperatura nel generatore e l’ambiente di installazione in condizioni di prova e la temperatura del locale di installazione del generatore elettrico).
Acqua calda sanitaria. Fabbisogno di energia utile
Il calcolo del volume di acqua richiesto (in litri/giorno) per edifici residenziali porta a risultati leggermente diversi rispetto alla prima versione della norma (per una superficie utile dell’abitazione pari a 80 m2, si passa dai 128 litri/giorno a 122 litri/giorno). Viene inoltre introdotti valori limiti (inferiore e superiore) di volume di acqua richiesto (per Su inferiori a 35 m2, il volume di acqua richiesto è costante, pari a 50 litri/giorno, mentre per Su superiori a 250 m2, il volume di acqua richiesto è costante, pari a 250 litri/giorno). Nel caso di edifici non residenziali i fabbisogni di acqua calda e le relative temperature di utilizzo possono essere relativi a più attività e, di conseguenza, il fabbisogno di acqua calda è dato dalla somma dei fabbisogni delle attività svolte nell’edificio.
Cambiano anche in questo caso i valori tabellati, oltre ad un maggior dettaglio nei casi coperti. Una nota contenuta nel prospetto 31 dice come determinare il numero di coperti per le destinazioni d’uso di categoria E.4 (3), ovvero bar, ristoranti e sale da ballo: per le valutazioni tipo A1 e A2 si considera 1,5 volte l’occupazione convenzionale, per le valutazioni di tipo A3 il numero di coperti corrisponde agli effettivi coperti per cui è stata dimensionata la cucina.
La temperatura dell’acqua fredda in ingresso non è più convenzionalmente assunta pari a 15 °C ma è ora pari alla media annuale delle temperature medie mensili dell’aria esterna della località considerata (ricavate dalla UNI 10349). Si opera una distinzione anche per la temperatura dell’acqua nella rete di distribuzione: essa sarà pari a 40 °C a livello dell’erogazione e 48 °C per la rete di distribuzione alle utenze, rete di ricircolo e rete di distribuzione finale.
La determinazione dei fabbisogni di energia termica per acqua calda sanitaria in base alle portate e temperature specificate non tiene conto dei fabbisogni richiesti per rispettare alcuni trattamenti associati al servizio acqua calda sanitaria, ovvero la prevenzione e controllo della legionella ed il ricambio d’acqua periodico nelle piscine pubbliche. Tali servizi di disinfezione, laddove previsti, devono essere opportunamente calcolati (in termini di fabbisogno termico) ed indicati nella relazione tecnica.
Nel caso di presenza di serbatoi di accumulo e circuito primario (circuito di collegamento tra generatore e accumulo) in assenza di dati di progetto vengono assunte, nel caso dei generatori a fiamma alimentati a combustibile fossile, temperature medie pari a 60 °C per il serbatoio e 70 °C per il circuito primario.
ACS. Sottosistema di erogazione
Il rendimento di erogazione viene assunto pari a 1 (per valutazioni di tipo A1 e A2) perché non si considerano le perdite di massa (dovute ad erogazione di acqua mediante miscelatore o altro dispositivo di erogazione) e le perdite termiche nelle tubazioni di distribuzione alle utenza, che si considerano comprese nel calcolo delle perdite della distribuzione alle utenze. Nel caso di valutazioni di tipo A3, è possibile assumere un rendimento di erogazione diverso (in base ai dati forniti dal produttore) qualora siano presenti dispositivi di regolazione del flusso.
ACS. Sottosistema di distribuzione
Come nel caso del riscaldamento, viene innanzitutto fornito uno schema generale per la rete di distribuzione di acqua calda sanitaria, la quale può articolarsi, in linea generale, nei seguenti livelli:
– la distribuzione alle utenze (du);
– un anello di ricircolo (dr);
– il circuito di collegamento tra generatore e serbatoio di accumulo (dp).
Nel caso generale, quindi, le perdite complessive del sottosistema di distribuzione sono date dalla somma delle perdite relative alle tre parti in cui è suddivisa la distribuzione.
Si prevede il calcolo delle perdite di energia termica dei tratti di tubazione facenti parte della distribuzione alle utenze. Nel caso di impianti esistenti privi di ricircolo all’interno di singole unità immobiliari, è ancora possibile fare riferimento a dati tabellati per determinare il fattore di perdita ed il fattore di recupero. Le perdite del circuito di ricircolo si calcolano secondo la procedura dettagliata (Appendice A), stimando (nel caso di valutazione di tipo A2) le lunghezze e i diametri del circuito in base al numero di unità immobiliari, di montanti, di piani dell’edificio e alla lunghezza di distribuzione orizzontale.
ACS. Sottosistema di generazione
I casi previsti per la produzione di acqua calda sanitaria sono i seguenti:
1. scalda acqua autonomi di tipo istantaneo o ad accumulo;
2. impianto centralizzato per sola acqua calda sanitaria e generatore dedicato;
3. impianto autonomo con generatore combinato per riscaldamento e produzione istantanea di acqua calda sanitaria;
4. impianto autonomo con generatore combinato di produzione di acqua calda sanitaria con accumulo;
5. impianto centralizzato con generatore combinato di produzione di sola acqua con proprio generatore di calore.
Nel caso degli scalda acqua vale sempre lo stesso prospetto, già previsto nella UNI TS 11300-2:2008, per la determinazione, in assenza dei rendimenti certificati del prodotto, dei rendimenti convenzionali di tali sistemi. Nel caso di scaldacqua a pompa di calore è necessario invece utilizzare i metodi riportati nella UNI TS 11300-4.
Ausiliari dei sottosistemi di riscaldamento
Cambia la modalità di definizione del fattore di carico dei terminali di emissione (FCe). Per quanto riguarda gli ausiliari dei sottosistemi di distribuzione, nel caso di reti con fluido termovettore aria (impianti aeraulici) di sola ventilazione si rimanda all’appendice C per il calcolo dei fabbisogni elettrici dei ventilatori.
Per quanto riguarda invece gli impianti idronici, a differenza della precedente versione della norma (dove il coefficiente Fv veniva posto convenzionalmente pari a 0,6) viene ora calcolato il fattore di riduzione del fabbisogno elettrico per unità (pompe) non sempre in funzione a velocità costante (funzionamento intermittente a portata costante o funzionamento continuo a portata variabile). Il tempo di attivazione coincide ora con la durata del periodo considerato.
Vengono inoltre specificati, in maniera analoga agli ausiliari della distribuzione di riscaldamento, anche le formule per determinare i fabbisogni elettrici della distribuzione di acqua calda sanitaria.
Articolo dell’ing. Giorgio Pansa, Politecnico di Milano, Dipartimento ABC. Specializzato in simulazioni energetiche degli edifici e degli impianti e in fisica dell’edificio.
LE NORME UNI/TS 11300 PARTI 1 E 2
Questo e-book ha lo scopo di rendere immediatamente disponibile, in modo schematico, l’insieme di novità introdotte con gli ultimi cambiamenti apportati alle norme sullaCertificazione Energetica.Ci si riferisce alle norme UNI/TS 11300, parti 1 e 2, pubblicate inizialmente nel 2008 e per le quali sono appena uscite (2 ottobre 2014) versioni aggiornate con notevoli revisioni e integrazioni.Tutte le modifiche e le aggiunte saranno opportunamente segnalate e brevemente commentate per dare un’idea, agli interessati, delle principali novità. Il gruppo di ricerca che ha redatto questo e-book, BETTER (Building Energy Technique and TEchnology Research team), ha recentemente sviluppato per conto di ENEA e delMinistero dello Sviluppo Economico il software S.E.A.S. (Software Energetico per Audit Semplificati), come strumento di supporto per le diagnosi energetiche negli edifici.
W. Grassi, P. Conti, D. Della Vista, F. Leccese, E. Menchetti, E. Schito, D. Testi | 2014 Maggioli Editore
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