Progettazione termotecnica: guida alle principali novità di EC700 v.8

Premessa 

In un contesto, quale quello termotecnico, in continua evoluzione i requisiti di un software professionale ed evoluto devono essere molteplici: non solo il rispetto formale dei dettami normativi, ma anche il pregio di contenuti tecnici rigorosi ed approfonditi oltre che l’implementazione di soluzioni informatiche all’avanguardia. 

Edilclima si propone così di procedere su più fronti provvedendo, parallelamente al costante adeguamento alla normativa vigente ed alla propositiva partecipazione ai lavori finalizzati ad essa, a perfezionare progressivamente il proprio software, dotandolo man mano di nuovi contenuti ed ottimizzazioni. 

Frutto di ciò è la nuova versione 8 di EC700, rilasciata in due differenti step tra loro consecutivi, di cui il primo avvenuto nel mese di giugno 2017 ed il secondo effettuato all’inizio del mese di dicembre 2017. Tale nuova versione è diretta, prevalentemente, a due scopi principali: da un lato, potenziare ed arricchire il già sofisticato input grafico, strumento essenziale del software, dall’altro, in continuità con la tradizione che caratterizza da sempre la storia di Edilclima, arricchire ed affinare gli aspetti più spiccatamente termotecnici ed impiantistici. 

Si ripercorrono così nel seguito le più significative novità introdotte, nell’intento di fornire un compendio ed una guida a coloro che utilizzano quotidianamente il software per lo svolgimento della propria attività o si apprestano per la prima volta ad utilizzarlo ed approfondirne le potenzialità. 

Ombreggiamenti automatici 

La definizione degli ombreggiamenti tabellari, tramite inputazione manuale degli angoli sottesi ed adozione dei fattori di ombreggiamento di default ad essi conseguenti, può costituire talvolta un passaggio non immediato, tale da generare complicazioni ed incertezze nell’ambito della modellazione dell’edificio. 

L’introduzione degli ombreggiamenti automatici costituisce, invece, un notevole passo in avanti consentendo di semplificare ed agevolare in maniera radicale la fase di inputazione dei dati. In particolare il software consente di simulare, ricorrendo secondo il caso all’importazione di mappe o al disegno, gli ombreggiamenti dovuti alle seguenti tipologie di ostruzioni: 

  • orografia del territorio;
  • edifici vicini ed in generale ostacoli esterni all’edificio, i quali limitano la radiazione solare su di esso incidente;
  • balconi ed in generale aggetti orizzontali posti sulla facciata dell’edificio;
  • le rientranze delle finestre, la gronda del tetto o l’edificio stesso (“ombreggiamenti propri”, sussistenti ad esempio nel caso di corti interne o di edifici a L).

Una volta caratterizzato l’ombreggiamento considerato, il software consente, attraverso un unico comando, di calcolarne in modo automatico gli effetti, espressi sia in forma grafica (profilo geometrico delle ostruzioni, sovrapposto al diagramma del percorso solare) sia in forma numerica (fattori di ombreggiamento ed extraflusso). L’acquisizione delle mappe è inoltre estremamente agevole ed effettuabile direttamente da Google Maps. 

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Fig. 1-EC700 v.8 - Ombreggiamenti automatici 

Tetti curvi, tetti a shed ed abbaini 

La flessibilità ed il valore aggiunto di un input grafico dipendono dall’eterogeneità delle tipologie edilizie raffigurabili attraverso di esso, così da poter simulare fedelmente il maggior numero possibile di casi reali. Per tale ragione l’input grafico di Edilclima è stato via via provvisto di funzionalità specifiche volte a rappresentare tipologie di edifici particolari o contraddistinti da specifici dettagli, quali ad esempio coperture curve, tetti a shed (ricorrenti tipicamente nel caso di edifici industriali) ed abbaini (spesso ricorrenti nell’ambito degli edifici residenziali o storici). 

L’obiettivo perseguito è quello di ridurre sempre più i limiti della simulazione incrementandone la rapidità, precisione ed efficacia. 

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Fig. 2-EC700 v.8 – Tetti curvi/a shed/abbaini 

Pulsante “calcolo regolamentare/diagnosi” 

Oltre a perseguire il potenziamento ed affinamento delle funzionalità grafiche, specchio dell’innovazione ed evoluzione informatica, Edilclima ha inteso, parallelamente, mantenere vivi ed evidenziare i punti cardine della propria decennale tradizione, reintroducendo ed ottimizzando una particolare funzionalità, connotante il suo software fin dalle prime versioni. Tale funzionalità, rinominata come pulsante “calcolo regolamentare / diagnosi”, consiste in una “guida” alla compilazione del lavoro in funzione dello scopo: valutazioni A1 ed A2 (riassunte nella dicitura “calcolo regolamentare”, ai fini ad esempio di verifiche di legge ed APE) o valutazione A3 (ai fini ad esempio della diagnosi energetica). 

In funzione della tipologia di calcolo selezionata, il software provvede ad attivare una serie di controlli diretti ad evidenziare determinati campi (attraverso un bordo o uno sfondo colorato), ad influenzarne l’attivazione (disabilitandoli o meno secondo il caso) ed a visualizzare specifici messaggi di approfondimento aventi lo scopo di fornire le delucidazioni necessarie. 

L’utilizzo della “guida” appare utile sia per il certificatore ed il progettista, che dovendo effettuare un calcolo convenzionale o di progetto devono necessariamente attenersi, in modo rigoroso, a specifici dettami normativi, sia per l’auditor, il quale può invece disporre, nell’ambito della valutazione adattata all’utenza, di personalizzazioni o affinamenti del calcolo tali da condurre a risultati più veritieri ed affidabili. 

Intermittenza secondo EN ISO 52016 

Un aspetto rilevante, nell’ambito della valutazione A3, è costituito dal calcolo dell’intermittenza, ossia dalla valutazione del fabbisogno di energia termica utile dell’edificio in presenza di un regime di funzionamento intermittente (con spegnimento o attenuazione). 

In particolare il calcolo secondo UNI EN ISO 13790 (norma in vigore fino ad ora utilizzata) si è rivelato contraddistinto, in caso di applicazione “sul campo” (confronto tra i consumi calcolati ed i consumi reali), da alcune criticità conducendo ad esempio, in taluni casi, a causa di alcune assunzioni un po’ troppo “radicali” che connotano il metodo (intermittenza ininfluente nell’ipotesi di costante di tempo “breve” o “lunghissima”) ad una sovrastima dei consumi calcolati rispetto a quelli reali. 

Al fine di ovviare alle criticità di cui sopra, spesso tali da pregiudicare la delicata fase di validazione del modello di calcolo, Edilclima ha così ritenuto utile anticipare fin d’ora una nuova metodologia di valutazione dell’intermittenza, introdotta dalla norma europea EN ISO 52016, la quale, una volta recepita a livello nazionale, sostituirà la predetta UNI EN ISO 13790 (fermo restando che ai fini della valutazione A3 la nuova norma è da ritenersi da subito applicabile prescindendo tale valutazione dal rispetto formale di una specifica normativa ed avendo essa quale finalità primaria l’ottenimento di risultati corretti). 

La nuova metodologia, molto più accurata della precedente, consiste in particolare nella definizione di n “eventi di intermittenza” settimanali, ciascuno contraddistinto da una determinata incidenza (ore/settimana), uno specifico regime di funzionamento (spegnimento o attenuazione) ed un valore di temperatura ridotta (ove si tratti di attenuazione), in virtù dei quali, applicando il principio di sovrapposizione degli effetti, si perviene alla determinazione di una temperatura interna effettiva risultante nelle ventiquattr’ore ed alla quantificazione di un corrispondente fattore di correzione del fabbisogno di energia termica utile. 

Ai fini della definizione degli eventi di intermittenza è stata predisposta un’intuitiva interfaccia, finalizzata alla simulazione di “giorni tipo”, ciascuno da associarsi ad uno specifico giorno della settimana.  La definizione dei giorni tipo avviene, ai fini di garantire la massima flessibilità, attraverso un’inputazione oraria tanto del regime di funzionamento quanto, ove del caso, della temperatura ridotta. 

Ulteriori migliorie verranno previste in occasione dell’introduzione nel software del metodo orario, di imminente implementazione per quanto riguarda in particolare il calcolo del fabbricato (primi mesi del 2018).

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Fig. 3a-EC700 v.8 – Definizione del giorno tipo 

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Fig. 3b-EC700 v.8 – Calcolo dell'intermittenza 

Impianti a tutt’aria 

Un’ulteriore significativa novità introdotta nel software è la possibilità di simulare in modo automatico gli impianti a tutt’aria, ossia gli impianti aeraulici in grado di soddisfare in modo esaustivo il fabbisogno di energia utile dell’edificio, senza il contributo di alcun impianto idronico. L’introduzione di tale tipologia impiantistica, la quale si aggiunge a quelle ad oggi già gestite (impianti di sola ventilazione meccanica ed ad aria primaria), completa così il quadro degli impianti aeraulici consentendo di ampliare il campo delle configurazioni impiantistiche simulabili attraverso il software. 

Va inoltre osservato che la metodologia di calcolo degli impianti a tutt’aria non è ad oggi espressamente definita nella normativa, ciononostante, fondandosi essa su null’altro che principi fisici, si è ritenuto imprescindibile colmare tale lacuna, a beneficio dell’applicabilità ed utilizzo del software. 

Ulteriori migliorie verranno introdotte contestualmente all’implementazione della nuova normativa europea, nella quale le parti relative alla ventilazione ed al raffrescamento sono state particolarmente perfezionate ed affinate. 

Correzione del rendimento di regolazione per sbilanciamenti dell’impianto 

La specifica tecnica UNI/TS 11300-2, punto 6.3, prescrive che, in caso di calcolo regolamentare (valutazioni A1 ed A2), occorre attenersi ai rendimenti di regolazione tabulati (prospetto 20) mentre in caso di diagnosi (valutazione A3) si può ricorrere a valori differenti, maggiormente rappresentativi delle condizioni effettive di esercizio. 

Ad esempio, in caso di regolazione centrale climatica (compensazione con sonda esterna), occorre considerare che tale tipologia di regolazione non è sufficiente, se applicata da sola, a garantire un elevato rendimento di regolazione non consentendo un adeguato recupero degli apporti gratuiti solari ed interni. In particolare, i valori tabulati riportati nel prospetto si basano su una quota fissa di riferimento di perdita degli apporti, presupponente una regolazione in funzione del locale più sfavorito. 

Per valutazioni di tipo A3 è tuttavia possibile considerare che, attraverso frequenti interventi nell’esercizio dell’impianto, si può conseguire un miglioramento del rendimento di regolazione effettuando una media tra i locali più favoriti ed i locali più sfavoriti. Tali considerazioni, pervenute nella normativa su suggerimento di Edilclima ed introdotte nel software, sotto forma di una correzione del rendimento, fin dalle sue prime versioni, sono state ora sviluppate con maggior dettaglio, tramite l’implementazione di due differenti metodi: un metodo definito come “dettagliato”, basato sullo scostamento di temperatura per regolazione imperfetta, ed un metodo definito come “forfettario”, basato invece sulla definizione della frazione dei locali sfavoriti. 

Fattori di extraflusso personalizzati 

La norma UNI/TS 11300-1, appendice D, fornisce i valori convenzionali di default dei fattori di ombreggiatura dell’extraflusso, riferiti ad aggetti verticali, aggetti orizzontali ed ostruzioni esterne. 

Tali valori, dipendenti dall’angolo sotteso all’ostruzione o aggetto, possono essere adeguati per il calcolo convenzionale, ma non sono sempre rappresentativi delle condizioni effettive, rilevanti invece, ad esempio, ai fini della diagnosi energetica. 

Ai fini di una maggior flessibilità ed aderenza alla realtà, si è così fornita la possibilità di definire dei fattori di ombreggiamento dell’extraflusso “personalizzati”, più rappresentativi del grado di schermatura effettivo dell’edificio ed ispirati all’esperienza pratica. 

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Fig. 4-EC700 v.8 - Fattori di extraflusso personalizzati 

Fattori di contabilizzazione 

La norma UNI/TS 11300-2, punto 6.1.3, prescrive di considerare, ai fini della valutazione A3 (diagnosi energetica) ed in presenza di contabilizzazione del calore, un fattore correttivo del fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento volto a tener conto del comportamento degli utenti, i quali, potendo agire sui propri consumi, tendono, da quanto emerso nella pratica, a perseguirne il contenimento assumendo così una condotta più “virtuosa”. 

Tale fattore di correzione, introdotto da Edilclima nel proprio software ed in seguito recepito in ambito normativo, si assume tipicamente pari a 0,9 traducendosi quindi in una riduzione del fabbisogno del 10%. 

Si ritiene tuttavia che il fattore di contabilizzazione non vada considerato solo per il servizio di riscaldamento, bensì debba essere esteso per analogia, ove si sia in presenza di contabilizzazione, anche al raffrescamento ed alla produzione di ACS (sebbene in quest’ultimo caso l’unico criterio di “regolazione” sia costituito dalla specifica volontarietà degli utenti). 

Si è pertanto proceduto ad apportare al software tale modifica, la quale verrà presumibilmente recepita, così come avvenuto in passato, dai documenti normativi (in occasione del cosiddetto “adeguamento tecnologico” delle specifiche tecniche UNI/TS 11300, da quanto si presume di prossima emanazione, il quale ricomprenderà alcune integrazioni, tra cui, oltre all’aspetto sopracitato, i recuperatori di calore per docce ed eventuali altre migliorie puntuali). 

Modifiche ed ottimizzazioni nella presentazione dei risultati 

Contestualmente alla predisposizione della nuova versione del software, si è colta l’occasione per rinnovare ed ordinare la presentazione dei risultati, via via arricchitasi di dettagli aggiuntivi, ritenendo tale aspetto, in quanto passo finale dell’intera simulazione, di rilevanza essenziale nonché sede privilegiata di valutazioni ed interpretazioni circa l’analisi condotta. 

Si sono così operati una serie di affinamenti ed integrazioni, tra cui: 

  • allineamento di tutte le diciture alle rigorose convenzioni dettate dalla nuova normativa europea (la quale definisce regole sistematiche in merito ad esempio alla simbologia, alla gerarchia dei pedici, ecc.);
  • esplicitazione, nel dettaglio, dei vari step di calcolo dei fabbisogni, tenuto conto dei successivi aspetti o fattori correttivi incidenti su di essi (es. ventilazione naturale, ventilazione meccanica, intermittenza, contabilizzazione, recuperi, rendimenti, ecc.);
  • visualizzazione delle differenti tipologie di rendimento (calcolato cioè rispetto all’energia utile, all’energia primaria non rinnovabile ed all’energia primaria totale), ciascuna contraddistinta da un proprio significato ed indirizzata a particolari applicazioni (es. utilizzo nell’ambito della contabilizzazione del calore o ai fini di verifiche di legge ed APE);
  • evidenziazione di alcuni parametri ed indicatori significativi nell’ambito del calcolo dei consumi, quali ad esempio i gradi giorno “teorici”, intesi come rappresentativi delle condizioni climatiche rispetto a cui si è condotto il calcolo ed i quali differiscono da altri parametri apparentemente “simili” ma aventi valenza differente, vale a dire i gradi giorno “convenzionali” (definiti dal DPR 412/93 ed incidenti sulla sola definizione della zona climatica) ed i gradi giorno “reali” (basati invece sulle temperature esterne effettive, rilevate in campo ed incidenti sulla “destagionalizzazione” dei consumi);
  • visualizzazione di pulsanti di dettaglio del bilancio energetico, volti ad esplicitare, nell’ottica di una totale trasparenza, tutti i singoli passaggi del calcolo termico ed elettrico (comprensivi di specifici dettagli quali gli innesti, nel flusso di calcolo, del solare termico, del fotovoltaico o della cogenerazione);
  • visualizzazione di un pulsante di dettaglio relativo all’intermittenza, riportante sia in forma numerica sia in forma grafica i più significativi parziali di calcolo (cosicchè, soprattutto ai fini della validazione del modello di calcolo, si abbia reale percezione della misura in cui il regime di funzionamento dell’impianto ha incidenza sui consumi);
  • visualizzazione di un pulsante di dettaglio riportante, in riferimento a ciascun vettore energetico, a ciascun servizio ed al globale (insieme dei vari servizi), informazioni aggiuntive relative ai consumi, all’energia consegnata, all’energia esportata, all’energia primaria ed alle emissioni in atmosfera, oltre che alcune informazioni specifiche corrispondenti ai differenti servizi (quota rinnovabile ed emissioni).

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Fig. 5-EC700 v.8 – Dettagli bilancio energetico 

Doppio calcolo della verifica di condensa interstiziale 

Edilclima ritiene da sempre essenziale poter fornire al progettista la facoltà di valutare, con totale discrezionalità, se applicare in modo letterale i dettami normativi / legislativi (a cui si garantisce, in ogni caso, piena conformità) o se interpretarli ed applicarli, in caso si riscontrino palesi errori o differenti chiavi di lettura, in base alla propria competenza ed esperienza, fornendo così, in determinate circostanze, duplici opzioni, alternative tra loro. 

Si è così ricorso a tale prassi, implementando un doppio metodo di calcolo, in merito alla verifica di condensa interstiziale, riguardo alla quale si è ravvisata, da parte degli operatori del settore, una dubbia ed incerta interpretazione. 

In particolare, secondo la lettura più restrittiva del Decreto Requisiti Minimi (allegato 1, punto 2.3, comma 2), affinchè la verifica risulti soddisfatta occorre che vi sia totale assenza di condensa, ossia una quantità di condensa pari a zero. 

Secondo la norma UNI EN ISO 13788, già di per sé cautelativa nonché richiamata dal decreto stesso, la verifica risulta invece soddisfatta ove si verifichino entrambe le seguenti due condizioni: quantità di condensa inferiore a quella minima ammissibile ed evaporazione completa entro l’anno. 

In attesa di maggiori chiarimenti ministeriali (è stata formulata su tale argomento una proposta di FAQ da parte del CTI), ogni progettista potrà così valutare, a propria discrezione, secondo lo scopo ed il caso, in che modo operare. 

Nuove tipologie di ponti termici 

L’abaco dei ponti termici (EC709) è stato arricchito di circa cinquanta nuove tipologie, ritenute rappresentative di casi pratici significativi, divenendo così ancora più completo ed utile. In particolare si ritiene che un abaco di trasmittanze precalcolate possa essere, ove si rispettino le specifiche condizioni al contorno rispetto a cui è definito, uno strumento estremamente preciso, al pari se non più di un calcolo analitico agli elementi finiti, di cui le trasmittanze precalcolate stesse sono frutto ed al quale occorrerebbe ricorrere per la simulazione di casi particolari (tenuto conto che tale calcolo può essere in taluni casi contraddistinto, alla luce della maggior numerosità dei dati necessari, da un più marcato margine di aleatorietà rispetto all’adozione dell’abaco). 

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Fig. 6-EC709 v.3 – Nuove tipologie di ponti termici 

Altre migliorie 

Sono state infine introdotte una serie di ulteriori piccole migliorie ed ottimizzazioni, nell’intento di fornire uno strumento quanto più possibile utile ed accurato, quali, ad esempio, l’introduzione di un pulsante per la sostituzione automatica di determinati parametri relativi ai serramenti (ai fini di agevolare la simulazione, nell’ambito dei calcoli diretti alla contabilizzazione del calore, del cosiddetto edificio “originario”), l’implementazione di affinamenti ed integrazioni alla rappresentazione della firma energetica di progetto (possibilità di agire in tempo reale ed in modo interattivo sui parametri su di essa incidenti), l’aggiunta di pulsanti finalizzati ad annotazioni relative al fabbricato ed agli impianti (allo scopo di tener traccia dei ragionamenti o valutazioni effettuati nel contesto dei calcoli energetici) ed altri perfezionamenti. 

Conclusioni ed obiettivi futuri 

Le prossime “sfide” saranno costituite, da un lato, dall’implementazione del “metodo dinamico orario” (avente ripercussioni soprattutto sulla ventilazione ed il raffrescamento, rilevanti in particolare nel settore non residenziale), dall’altro, dal graduale adeguamento al nuovo pacchetto normativo EPBD (il cui recepimento ed entrata in vigore, a livello nazionale, sono previsti non prima del 2019). 

Tali obiettivi verranno perseguiti (parallelamente al proseguimento da parte degli enti normatori dei lavori di recepimento, a cui Edilclima si propone di prendere, come di consueto, parte) nel corso del 2019, fornendo così un’ulteriore occasione di arricchimento ed ottimizzazione del software. 

E’ possibile acquistare EC700 ed i moduli correlati, in promozione, direttamente dallo shop-on line Edilclima oppure scrivendo al servizio commerciale commerciale@edilclima.it.