Cos’è e come si calcola il fabbisogno termico?

Per intervenire su un edificio e sviluppare un progetto di riqualificazione energetica per migliorarne l’efficienza è necessario conoscere il fabbisogno termico e il carico termico di progetto così da poter individuare la qualità energetica dell’edificio e individuare il sistema di riscaldamento più idoneo. In questo articolo vedremo insieme cos’è il fabbisogno termico e capiremo la differenza dal carico termico di progetto.

Prima di procedere però voglio consigliarti una soluzione unica che integra in un software per la certificazione energetica, la possibilità di calcolare il fabbisogno di energia e il carico termico di progetto per riscaldamento, con la possibilità di integrare il modulo per la determinazione dei carichi termici estivi per il raffrescamento, calcolati secondo il metodo Carrier-Pizzetti.

Cos’è e come si calcola il fabbisogno termico?

Il fabbisogno di energia termica è definito come la “quantità di calore che deve essere fornita o sottratta ad un ambiente climatizzato per mantenere le condizioni di temperatura desiderate durante un dato periodo di tempo”, ed in quanto energia la sua unità di misura è il Wattora.

In particolare, la UNI TS 11300-1 indica di calcolare i fabbisogni di energia termica per riscaldamento e raffrescamento attraverso un bilancio energetico fra dispersioni e guadagni di calore nelle condizioni di progetto per i vari ambienti che costituiscono l’edificio.

Con condizioni di progetto vengono indicate la serie di informazioni che bisogna fissare per effettuare l’analisi del modello, come ad esempio i valori di temperatura, umidità relativa, numero di ricambi d’aria, caratteristiche termiche e di permeabilità dell’involucro edilizio, eventuali apporti gratuiti, ecc.

La procedura di calcolo del fabbisogno di energia termica inizia sempre con la definizione delle condizioni di progetto e dei confini, come l’insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell’edificio e le diverse zone di calcolo, e si conclude con l’aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone, in quanto i singoli fattori contribuenti al fabbisogno termico dell’edificio vanno calcolati per ogni zona dell’edificio e per ogni mese.

In definitiva si può dire che il fabbisogno di energia termica è indice della qualità dell’edificio e rappresenta l’energia che bisogna fornire per garantire il benessere termico degli occupanti all’interno di un ambiente.

Per approfondire il metodo di calcolo del fabbisogno proposto dalla UNI TS 11300-1 leggi l’approfondimento “UNI TS 11300-1: fabbisogno di energia termica”.

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Cos’è il carico termico di una casa?

Il carico termico di un ambiente è definito come la potenza termica che deve essere fornita o sottratta al fine di mantenere l’ambiente in condizioni prefissate di temperatura e di umidità. Calcolare i carichi termici è indispensabile per il dimensionamento degli impianti e per far emergere eventuali criticità circa il tipo di edificio o l’utilizzo dello stesso.

A pari del fabbisogno, anche il carico termico invernale è valutato in condizioni di progetto. Il calcolo del carico però si effettua considerando l’assenza di contribuiti favorevoli (come ad esempio la radiazione solare), ipotizzando una temperatura dell’aria esterna fissata convenzionalmente secondo legge e differenziata in base al comune o alla città di appartenenza (D.P.R. 1052/1977) e con una temperatura interna fissata.

Per il calcolo del carico termico invernale, in particolare, si tiene conto di:

• dispersione di calore per trasmissione: dispersione attraverso i componenti dell’involucro edilizio;
• dispersione termica per ventilazione: portata volumetrica di ventilazione, perdite e ricambio d’aria minimo relativo all’igiene;
• fattore di ripresa: gli ambienti con riscaldamento intermittente possono richiedere un potenza di riscaldamento addizionale per raggiungere la temperatura di progetto, dopo un periodo di riduzione della temperatura all’interno a causa di una fase di spegnimento.

Per quanto invece concerne il calcolo del carico termico estivo, oltre alla diversa temperatura interna, bisogna tener conto di altri fattori come ad esempio la radiazione solare che varia durante il giorno e a seconda dell’esposizione delle superfici. Per approfondire l’argomento leggi questo articolo sul carico termico.

Vediamo ora insieme un esempio di calcolo del carico termico.

In quanto potenza, il carico termico si misura in Watt ed è il parametro utilizzato per il corretto dimensionamento dell’impianto termico.

Sporadicamente si ricorre a calcoli di massima per determinare il carico termico di un ambiente. Quello che si fa è moltiplicare il volume da riscaldare con un coefficiente termico “noto”.

Quindi, il primo passo per calcolare il carico termico di un’abitazione è definire il volume da riscaldare, ottenibile da un semplice prodotto, tra la superficie del locale e l’altezza dello stesso.

Fatto ciò occorre individuare il coefficiente termico, che dipende dalle condizioni termiche dell’edifico, dal suo isolamento e dai materiali che ne compongono la struttura, nonché dal posizionamento geografico.

Individuato il parametro per l’edificio per il quale si intende stimare il carico, la formula si configura come:

volume · coefficiente termico = superficie [mq] · altezza [h] · coeff.termico [ kW /mc]

Sbagliare nel considerare questo parametro porta a gravi sovradimensionamenti o sottodimensionamenti degli impianti, quindi ti suggerisco di affidarti sempre ad un software per la certificazione energetica con cui potrai sviluppare modellazioni complete dell’appartamento, considerando stratigrafie, materiali, dispersioni reali e determinare in maniera precisa e dettagliata la soluzione ottimale per garantire il massimo comfort termico.

Differenze tra fabbisogno termico e carico termico di progetto

Concludiamo ora mettendo in risalto alcune importanti differenze tra questi due parametri.

Il fabbisogno termico rappresenta l’energia termica richiesta dall’edificio per mantenere le condizioni di progetto in un preciso periodo temporale ed è indice della qualità energetica dell’edificio.

Il carico termico, invece, è la potenza termica che deve essere fornita o sottratta al fine di mantenere l’ambiente in condizioni prefissate di temperatura e il suo calcolo risulta indispensabile per il corretto dimensionamento degli impianti.

Mentre il primo dei due tiene conto di condizioni favorevoli e viene valutato sulle temperature medie mensili secondo come stabilito dalla UNI TS 11300, il secondo ignora eventuali condizioni favorevoli ed è determinato a partire dalla temperatura esterna fissata convenzionalmente secondo legge e differenziata in base al comune o alla città di appartenenza (D.P.R. 1052/1977), in conformità a quanto previsto dalla UNI EN 12831.

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