Le prestazioni energetiche dei sistemi trasparenti complessi
Nell’edilizia moderna hanno assunto una sempre maggiore importanza i sistemi trasparenti di facciata. In particolare queste facciate trasparenti trovano il loro maggior utilizzo in edifici non residenziali ponendo non pochi problemi relativamente al consumo energetico, al comfort termico ed alla qualità luminosa dell’ambiente costruito. E’ con la Direttiva Europea 2002/91 che tutti gli Stati membri della Comunità Europea sono stati chiamati a emanare ed introdurre regolamenti e norme più attente e, spesso più severe, per contenere i consumi energetici degli edifici. Con la Direttiva 2010/31 recast della Direttiva già citata vengono disegnate nuove e più efficace strategia tecnica e politica per meglio centrare gli obiettivi della politica ambientale ed energetica definendo obiettivi chiari (per tutti il famoso 20-20-20) anche attraverso il miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici esistenti o nuovi che siano. Anche valorizzando i potenziali risparmi energetici estivi forse troppo sottovalutati o, meglio, non perfettamente definiti. Ed è in questo contesto che diventa fondamentale la capacità per i Professionisti di settore di poter calcolare con strumenti adeguati alle normative in vigore i diversi fattori critici e le prestazioni energetiche e ottico luminose dei sistemi schermanti in abbinamento con serramenti e vetri. Basti a giustificare questa “utilità” l’obbligo imposto dall’installazione delle schermature solari esterne dinamiche per gli edifici nuovi o ristrutturati così come definiti dal D.Lgs 311 del 2006 e dalle sue successive integrazioni. Ed è in questo contesto che appare indispensabile muoversi con adeguata consapevolezza e, se da un lato, molto è stato fatto per implementare le prestazioni energetiche degli edifici durante la stagione invernale, la stessa cosa non è ancora avvenuta per promuovere soluzioni energeticamente efficienti per la stagione estiva. Una criticità non da poco, comune a quasi tutti i paesi europei, accentuata dall’evidente e continuo aumento dei consumi elettrici, prevalentemente imputabile alla maggior richiesta di condizionamento estivo. Richiesta e consumo energetico che, seppur inizialmente ascrivibile all’edilizia del settore terziario, per molte ragioni questa tipologia di consumo ha un impatto sempre maggiore anche nel settore dell’edilizia residenziale.
Il software
WINSHELTER (WINdows and SHading Energy Lighting and Thermal Evaluation Routine) è stato sviluppato da ENEA in collaborazione con la Stazione Sperimentale del Vetro. Il software esegue il calcolo delle proprietà termiche, solari e luminose dei serramenti e dei sistemi schermanti secondo l’attuale quadro normativo di riferimento nazionale ed europeo ed è stato sviluppato nell’ambito di: Ricerca di Sistema nel settore Elettrico (RSE), accordo di programma tra ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile) e il Ministero dello Sviluppo Economico, che prevede attività di ricerca e sviluppo le cui ricadute sono a totale beneficio degli utenti del sistema elettrico nazionale. Obiettivo dell’azione è stato lo sviluppo di uno strumento in grado di unire accuratezza di calcolo e semplicità di utilizzo, destinato ad un ampio ventaglio di figure professionali e no, ad esempio: specialisti di fisica dell’edificio ed efficienza energetica, consulenti energetici, progettisti di edifici e facciate, tecnici, operatori del settore industriale, certificatori energetici, pubblica amministrazione e mondo accademico (ricerca e studenti). Figure queste non necessariamente integrate nel processo dell’efficienza energetica in edilizia, tema di recente interesse a seguito del nuovo parco normativo nazionale.
Il motore di calcolo
WINSHELTER consta di due sezioni, che fanno riferimento alle dure routine di cui consta lo strumento:
1. Calcolo delle proprietà ottiche e solari di sistemi trasparenti con accoppiati sistemi schermanti, secondo quanto definito dalla norme UNI EN 13363 parte 2 -2006 Dispositivi di protezione solare in combinazione con vetrate – Calcolo della trasmittanza solare e luminosa – Parte 2: Metodo di calcolo dettagliato. La norma consente anche di calcolare il contributo della ventilazione, naturale fo forzata, nell’intercapedine, consentendo al modellazione di facciate ventilate. Il software consente anche il calcolo delle proprietà ottiche e solari del solo sistema trasparente secondo le procedure di calcolo definite nella norma: UNI EN 410:2000 Vetro per edilizia – Determinazione delle caratteristiche luminose e solari delle vetrate. Appare utile informare che il software utilizza soltanto dati integrati e non spettrali dei singoli elementi del sistema La norma UNI EN 13363-2006 ritiene questa approssimazione accettabile, pur evidenziando che i risultati potrebbero avere delle deviazioni per materiali a comportamento spettrale selettivo. La norma UNI EN 410-2000 obbliga invece all’utilizzo di dati spettrali, mentre il software utilizza solo dati integrati. In quest’ultimo caso i calcoli, pur non essendo rigorosamente a norma, sono sufficientemente accurati per essere utilizzati per studio o progettazione. Il software esegue il calcolo della trasmittanza termica del solo componente trasparente, secondo la norma UNI EN 673:1999 Vetro per edilizia – Determinazione della trasmittanza termica (valore U) – Metodo di calcolo, e del sistema trasparente con accoppiato il sistema schermante secondo la fisica del problema.
2. Il modulo è stato sviluppato soprattutto a supporto di figure professionali non necessariamente esperte. Il modulo esegue il calcolo della trasmittanza termica del serramento completo più eventuale chiusura esterna secondo la norma UNI EN ISO 10077-1:2007 Prestazione termica di finestre, porte e chiusure oscuranti – Calcolo della trasmittanza termica – Parte 1: Generalità. Si tratta del metodo semplificato che consente il calcolo del serramento a partire dai dati noti di trasmittanza termica del componente trasparente e del telaio, con dati precalcolati per il contributo del ponte termico lineico vetro-distanziatore-telaio. Il calcolo include il contributo di resistenza termica dovuto ad eventuali chiusure esterne, per uso notturno.
Dati a supporto
I moduli di calcolo includono i database di prodotti standard inseriti nelle norme di riferimento. Inoltre per calare i database nella realtà nazionale sono stati inseriti ulteriori database di prodotti di riferimento, forniti dalle Associazioni di Categoria. I database fanno riferimento a:
Sistemi schermanti (ASSITES)
Telai in legno (EDILEGNO-ARREDO)
Telai in alluminio (UNCSAAL)
Telai in PVC (SiPVC)
Infine è importante ricordare che il software è strutturato in modo da accogliere qualsiasi tipo di prodotto inserito dall’utente, non vincolato quindi ad utilizzare i dati del database.
WIN-SHELTER è scaricabile in modo gratuito, previa registrazione, dal sito: www.pit.enea.it
