Dati VMC nei software di calcolo energetico: 4 errori che falsano l'EPgl,nren

L'inserimento dei dati VMC nei software di calcolo energetico certificati CTI segue la UNI TS 11300 e, per le portate di progetto, l'Appendice Nazionale della UNI EN 16798-1. Una compilazione frettolosa, tramite menu a tendina, genera stime distorte: applicare l'indice di affollamento a ogni ambiente porta a calcolare 9,5 occupanti in un appartamento abitato da 3-4 persone, gonfiando le portate d'aria e i fabbisogni energetici. L'articolo ricostruisce passo per passo l'inserimento dei dati in un caso reale, offrendo a progettisti e certificatori un riferimento tecnico verificato

Quando si inseriscono i dati sulla ventilazione nei software di calcolo dedicati, certificati CTI, può capitare che avvenga un peggioramento del valore dell’indice di prestazione energetica dell’edificio se si compiono alcuni errori.

In questa prima parte dell’articolo sono descritti tutti i passaggi di calcolo e i possibili errori. Nella seconda parte, invece, sono messi a confronto gli indici delle prestazioni energetiche dei casi analizzati: aerazione, ventilazione meccanica con errori, ventilazione meccanica senza errori.

L'inserimento dei dati sulla ventilazione nei software di calcolo: dall'involucro all'impianto

L’inserimento dei dati dell’impianto di ventilazione meccanica (unidirezionale e bidirezionale con recupero di calore statico) non è al momento particolarmente complesso e proprio per questo rischia di essere compiuto in maniera frettolosa, tramite la scelta di alcuni parametri da menù a tendina. Questo, però, ha portato varie volte a risultati sorprendenti secondo i quali sembra che l’adozione di un sistema di ventilazione meccanica in un edificio ne peggiori le prestazioni energetiche.

Per chiarire la tematica si prendono in rassegna tutti i passaggi di calcolo utilizzando uno dei software presenti sul mercato.

Il caso studio: appartamento in zona climatica E con VMC canalizzata

Si fa riferimento ad una unità abitativa esistente attualmente dotata di un sistema VMC canalizzato, in zona climatica E, caratterizzata da 2877 GG.

L’appartamento considerato si trova al primo piano di un edificio residenziale indipendente. Confina inferiormente con un porticato esterno e con locali non climatizzati, mentre superiormente con un sottotetto non riscaldato. Recentemente è stato riqualificato energeticamente mediante la sostituzione dei serramenti, la coibentazione della pavimentazione disperdente verso il porticato, l’isolamento del soffitto disperdente verso il sottotetto e la sostituzione del generatore di calore.

La planimetria dell’appartamento ed il modello del fabbricato, così come visualizzati nel software di calcolo energetico, sono riportati in figura 1.

La zona riscaldata (superficie utile 135,77 m² e volume netto 407,31 m³) comprende sei ambienti, le cui caratteristiche dimensionali sono riportate nella tabella 1.

Il calcolo delle prestazioni energetiche del sistema edificio impianto avviene secondo la metodologia descritta nella serie delle UNI TS 11300 completamente implementata dal software.

Primo caso: aerazione naturale secondo UNI TS 11300-1 (No VMC)

Step 1-2: definizione del ricambio d'aria e tasso convenzionale (0,30 vol/h)

Step 1 – Nella fase di definizione dell’involucro edilizio il progettista deve definire se in ogni locale è presente un sistema di ventilazione meccanica oppure se il rinnovo dell’aria avviene in maniera naturale, come indicato in Figura 2.

Step 2 –Se la modalità scelta è quella “naturale” (che corrisponde al rinnovo dell’aria mediante apertura dei serramenti e quindi più correttamente andrebbe definita “aerazione”), la UNI TS 11300-1 definisce che per il settore residenziale i ricambi d’aria di riferimento convenzionali sono 0,5 h^-1. Per il calcolo energetico tale valore deve essere moltiplicato per il fattore correttivo 0,60 ottenendo un risultato di 0,30 h^-1.

Secondo caso: VMC progettata secondo l'Appendice Nazionale UNI EN 16798-1

Step 1-2: dalla UNI 10339 all'Appendice Nazionale UNI EN 16798-1

Step 1 – Nella fase di definizione dell’involucro edilizio il progettista deve definire se in ogni locale è presente un sistema di ventilazione meccanica oppure se il rinnovo dell’aria avviene in maniera naturale, come indicato in Figura 3.

Step 2

Se la modalità scelta è quella meccanica occorre considerare che, anche se la UNI TS 11300-1 si riferisce ancora alla UNI 10339, al momento attuale in Italia il calcolo delle portate di ventilazione di progetto deve avvenire secondo l’Appendice Nazionale della UNI EN 16798-1.

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Guida sintetica su come interpretare le normative europee relative agli impianti aeraulici, con l'intento di aiutare i progettisti nella scelta delle portate di ventilazione e nella determinazione di tutti gli altri parametri essenziali per la progettazione di tali impianti.

Nel software, pertanto, occorre inserire il segno di spunta in corrispondenza della voce “meccanica”, fare riferimento al metodo di “calcolo secondo UNI EN 16798-1 (Allegato A Nazionale”)e selezionare la categoria di edificio ed il tipo di locale.

A questo punto il software propone il ricorso all’indice di affollamento, come evidenziato in Figura 4. In questo caso, ad esempio, sono calcolate 5,04 persone solo nella sola zona giorno.

Applicando l’indice di affollamento in ogni stanza risulterebbe che nell’appartamento vivono 9,5 persone, mentre l’occupazione reale è di tre persone. La sovrastima degli occupanti induce ad una valutazione delle portate di ventilazione tendenzialmente molto più elevata del necessario e, conseguentemente, ad una sovrastima dei fabbisogni per ventilazione.

La Tabella 2 mette a confronto il numero delle persone calcolate tramite l’indice di affollamento e quello reale, evidenziando molto bene il frequente Errore n.1.

Tabella 2: Calcolo del numero di persone utilizzando l’indice di affollamento e confronto con l’occupazione reale.

Errore N.1: la sovrastima degli occupanti con l'indice di affollamento

ERRORE N.1: Stimare il numero degli occupanti sulla base dell’indice di affollamento.

Per 9,5 persone la portata d’aria totale è pari a 239,41 m³/h, mentre per 4 persone è di 100,8 m³/h, sempre per la medesima categoria II e lo stesso livello di inquinamento basso.

POSSIBILE RISOLUZIONE N.1: Una possibile risoluzione a questo problema potrebbe consistere nella realizzazione di un file di copia del progetto nel quale il calcolo delle portate di ventilazione avviene solo per l’intera superficie dei locali “nobili”, ossia la zona giorno e le stanze da letto, nella quale si definisce il corretto numero massimo di persone prevedibili (in accordo con la committenza), come si può vedere in Figura 5.

In Tabella 3 sono messi a confronto i risultati dei calcoli.

Tabella 3: Calcolo delle portate d’aria negli ambienti a confronto: indice di affollamento VS occupazione reale.

Successivamente si può tornare al file di partenza e il valore di 100, 8 m³/h può essere suddiviso con un criterio di ragionevolezza tra i vari ambienti. Ciò è possibile cliccando ancora una volta sull’icona a forma di lucchetto. Ad esempio, come si vede in Figura 6, alla zona giorno sono stati attribuiti 40 m³/h.

NOTA: L’inserimento dei dati di portata di ventilazione in questa sezione del software serve per sbloccare l’accesso alla parte dedicata agli impianti (STEP 3) dove si possono dettagliare meglio tutti i dati di progetto del sistema di ventilazione, comprese le portate di immissione e estrazione dei singoli ambienti.

Step 3-4: configurazione dell'impianto e scelta del tipo di ventilazione

Step 3 – La successiva definizione di altri dati di progetto avviene nella sezione del software dedicata agli impianti (Figura 7).

Step 4 – Si inseriscono i dati del sistema di ventilazione a partire dalla maschera “Dati generali” che si compone di 4 punti importanti che riguardano:

• Definizione del tipo di impianto tra:
  1. Impianto di sola estrazione;
  2. Impianto di sola immissione;
  3. Ventilazione meccanica bilanciata.

L’appartamento considerato è dotato di una VMC bidirezionale con recupero di calore (segno di spunta nella riga dedicata ai componenti presenti), quindi, è stata selezionata la voce “ventilazione meccanica bilanciata”, come si può osservare in Figura 8.

• Portate addizionali di infiltrazione
  1. Ricambi d’aria a 50 Pa;
  2. Coefficienti di esposizione al vento (e, f).
• L’inserimento dei Ricambi d’aria a 50 Pa può avvenire secondo i dati della tabella che appare cliccando la freccia indicata in Figura 9 oppure può avvenire in maniera manuale se, nota la classe di tenuta all’aria dei serramenti, il valore è stato calcolato tramite la UNI EN 12207.

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FAQ TECNICHE - come la compilazione dei dati sulla VMC falsa l’indice di prestazione energetica

L’inserimento scorretto dei dati dell’impianto di VMC nei software di analisi energetica può peggiorare la classe energetica?

Si, può peggiorare l’indice di prestazione energetica fino a poter causare salti di classe. Ciò dipende dal fatto che i ricambi d’aria convenzionali per ventilazione naturale sono “relativamente” bassi rispetto alle portate di ventilazione di progetto calcolabili secondo l’Appendice Nazionale della UNI EN 16798-1. Queste possono essere purtroppo sovrastimate a causa di una compilazione frettolosa dei dati nei softwares di calcolo perché apparentemente appare facile ed intuitiva.

Qual è il principale errore nella compilazione dei dati sulla VMC residenziale nei software di calcolo?

Si tratta dell’applicazione dell’indice di affollamento a tutti gli ambienti che compongono un appartamento. Questo equivale a considerare la presenza delle stesse persone simultaneamente nella zona giorno, nella zona notte e nei servizi. In sostanza così facendo si rischia di raddoppiare, se non addirittura triplicare, il numero degli occupanti.

Quale è la portata di ventilazione convenzionale associata all’aerazione nelle residenze?

La UNI TS 11300-1 descrive chiaramente che nelle residenze la portata di ventilazione naturale (cioè in assenza di VMC) è pari a 0,5 vol/h moltiplicata per il fattore correttivo 0,6; quindi essa equivale a 0,3 vol/h.

Come si deve calcolare il valore di efficienza di recupero di calore di una centrale di VMC da inserire nel software?

Ogni centrale di ventilazione deve essere corredata da scheda tecnica nella quale le prestazioni, compresa l’efficienza del recupero di calore, derivano da test effettuati presso laboratori accreditati. Il valore di efficienza di recupero di calore scelto deve essere quello corrispondente alla portata di progetto, e non quello alla portata massima offerta dalla centrale di ventilazione.