Se vuoi capire come dimensionare un impianto riscaldamento è necessario effettuare il calcolo del fabbisogno termico di ogni stanza di casa del tuo appartamento. Una volta che abbiamo calcolato il fabbisogno è possibile fare il calcolo dei kw per il riscaldamento di casa. Con questi conteggi si può anche valutare il consumo di gas del riscaldamento e fare due conti sulla spesa energetica giornaliera e annua. Vediamo insieme tutti questi elementi per valutare quale tipologia di impianto di riscaldamento scegliere e come far realizzare il nostro impianto di riscaldamento con il giusto fabbisogno energetico.
Per conoscere il costo di un impianto di riscaldamento dobbiamo alcuni elementi tutti legati al fabbisogno energetico in base ai mq di casa da riscaldare:
- Numero di termosifoni o radiatori.
- Potenza nominale della caldaia.
Il primo punto è legato al corretto dimensionamento ed il calcolo dei termosifoni. Definire il numero di radiatori e la loro composizione in termini di numero di elementi è fondamentale per un impianto efficiente. Come vedremo in avanti nel corso dell’articolo, questo calcolo è legato al fabbisogno termico giornaliero di ogni stanza di casa.
Il secondo punto, la potenza nominale della caldaia, permette di comprare una caldaia che sia in grado di soddisfare la richiesta energetica in Watt del nostro impianto di riscaldamento. Entrambi i precedenti punti ci permettono di ottenere il corretto dimensionamento di un impianto di riscaldamento ed avere un’idea dei costi necessari. Torniamo al nostro tema principale, iniziando a capire cosa significa fabbisogno termico. Per parlare con un esperto chiedi un preventivo gratuito.
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Fabbisogno termico: cosa significa e modalità di calcolo
Quando si parla di fabbisogno termico cosa si intende? Dal punto di vista tecnico rappresenta la potenza termica che un impianto di riscaldamento, o anche condizionamento, deve fornire alle stanze di un edificio per mantenere costante una temperatura interna. Il fabbisogno termico, anche detto carico termico, deve bilanciare la potenza termica uscente con quella entrante.
Qe = Qu
Nella precedente equazione Qu rappresenta la potenza termica uscente. Questo valore si calcola tramite la sommatoria delle seguenti perdite di energia di un edificio attraverso:
- Pareti opache (muri, tetto, pavimento, …) e trasparenti (finestre, vetri, …).
- Ponti termici dell’edificio.
- Vicinanza di altri locali riscaldati (altre case, …).
- Locali a piano terra con dispersione nel terreno o con garage e cantine sotto.
- Infiltrazioni d’aria attraverso l’involucro (finestre, cassonetti, …).
- Ventilazione e rinnovo dell’aria interna.
- Esposizione errata al sole delle stanze.
Queste perdite di energia di un edificio devono essere bilanciate dalla potenza termica entrante Qe. Il calcolo di questa potenza viene fatto sommando sia gli apporti termici gratuiti che quelli derivanti dall’impianto di riscaldamento. Di seguito degli esempi di apporto termico gratuito
- La luce solare e l’esposizione di casa.
- Illuminazione interna di casa.
- Presenza di persone.
Per completare l’equazione manca la potenza nominale della caldaia del nostro impianto di riscaldamento. Teoricamente abbiamo ulteriori perdite dovuto all’impianto di distribuzione ed altri fattori per il corretto calcolo del rendimento termico, ma per semplicità non le consideriamo.
Per dimensionare un impianto di riscaldamento, non si considerano gli apporti gratuiti e si calcolano le varie dispersioni termiche nelle situazioni peggiori. Si ipotizza una temperatura esterna costante e minima rispetto alla città o comune di riferimento. Il riferimento normativo per le temperature minime è il DPR 1052/77.
Ecco un estratto del DPR 1052/77 per alcune città Italiane.
| Città | Temperatura esterna (°C) |
|---|---|
| Torino | -8 |
| Milano | -5 |
| Roma | 0 |
| Napoli | +2 |
| Palermo | +5 |
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Fabbisogno termico di un edificio: La norma UNI TS 11300-1
La normativa di riferimento per il calcolo del fabbisogno termico di un edificio è la norma UNI TS 11300-1 in riferimento alle prestazioni energetiche di un edificio. Questa norma, che sostituisce la UNI 10379:2005, definisce come calcolare il fabbisogno di energia termica per il riscaldamento e la climatizzazione estiva di un edificio su base mensile.
Si base di calcolo mensile perché per nelle formule si utilizzano le temperature medie giornaliere mensili dei capoluoghi di provincia Italiani presenti nella norma UNI 10349:1994 “Dati climatici convenzionali (medie mensili e anni caratteristici)”.
Importante: per ottenere un progetto di un impianto di riscaldamento a norma e conforme rispetto alle attuali normative e leggi, ti devi rivolgere ad un termo-tecnico abilitato. Il tecnico può essere un ingegnere, architetto, geometra o perito tecnico, e deve essere iscritto al relativo albo professionale.
Quali sono i fattori che migliorano il fabbisogno termico
Nei precedenti capitoli abbiamo visto che l’impianto di riscaldamento deve bilanciare le diverse perdite di energia di casa. Questo vuol dire che è possibile ridurre il fabbisogno e di conseguenza il consumo energetico del fabbricato anno tramite degli interventi che riducono le perdite di energia.
- Cappotto termico esterno per migliorare isolamento termico dell’edificio.
- Ventilazione di casa progettata per aumentare l’efficienza ed il confort abitativo.
- Sfruttare al meglio gli apporti gratuiti solari.
- Scambiatori di calore per il recupero del calore disperso.
- Interventi per migliorare il rendimento dell’edificio.
Esempio concreto sono le case passive che ottimizzano al meglio qualsiasi fonte energetica e limitano al massimo le dispersioni energetiche di uno stabile. Si tratta di nuove costruzioni. Nel caso di una ristrutturazione è importante seguire i consigli di una ditta esperta per ottimizzare il nostro impianto e risparmiare anche sull’energia.
Zone climatiche italiane del DPR 412/93
Prima di addentrarci nei calcoli e in alcuni esempi per semplificare la lettura, affrontiamo un ultimo argomento: le Zone Climatiche Italiane. Il DPR 412/93 ha definito delle “Zone Climatiche” su tutto il territorio italiano definendo un parametro Gradi Giorno GG. La formula di riferimento è la seguente:
Nei nostri calcoli il valore Ti è pari a 20° C. La Ti utilizzata è la temperatura di riferimento del DPR 412/93 da usare nei progetti per ambienti interni riscaldati di tipo residenziale, uffici, scuole, attività commerciali e simili. Per altre tipologie di ambienti come piscine e saune la Ti è di 28° C mentre per palestre, locali industriali o laboratori artigiani la temperatura deve essere di 18° C.
La temperatura Te,j è la temperatura media giornaliera esterna. La sommatoria j è rispetto a tutti i giorni dell’anno dove Te,j è inferiore a 12° C. Con questa formula il legislatore ha identificato 6 zone climatiche nazionali.
Per ogni zona climatiche il legislatore ha definito il periodo di esercizio degli impianti di riscaldamento e la temperatura esterna del progetto da realizzare. La temperatura degli ambienti per norma deve essere intorno a 20° C con due gradi di tolleranza a meno di specifiche deroghe comunali.
| Zone Climatiche | Gradi Giorno | Periodo di esercizio riscaldamento | Ore accensione | Località |
|---|---|---|---|---|
| Zona A | GG < 600 | 1° Dicembre - 15 Marzo | 6 ore | Lampedusa, Linosa, Porto Empedocle |
| Zona B | 600 < GG < 900 | 1° Dicembre - 31 Marzo | 8 ore | Agrigento, Catania, Crotone, Messina, Palermo, Reggio Calabria, Siracusa, Trapani |
| Zona C | 900 < GG < 1400 | 15 Novembre - 31 Marzo | 10 ore | Bari, Benevento, Brindisi, Cagliari, Caserta, Catanzaro, Cosenza, Imperia, Latina, Lecce, Napoli, Oristano, Ragusa, Salerno, Sassari, Taranto |
| Zona D | 1400 < GG < 2100 | 1° Novembre - 15 Aprile | 12 ore | Ancona, Ascoli Piceno, Avellino, Caltanissetta, Chieti, Firenze, Foggia, Forli', Genova, Grosseto, Isernia, La Spezia, Livorno, Lucca, Macerata, Massa, Carrara, Matera, Nuoro, Pesaro, Pesaro, Pescara, Pisa, Pistoia, Prato, Roma, Savona, Siena, Teramo, Terni, Verona, Vibo Valentia, Viterbo |
| Zona E | 2100 < GG < 3000 | 15 Ottobre - 15 Aprile | 14 ore | Alessandria, Aosta, Arezzo, Asti, Bergamo, Biella, Bologna, Bolzano, Brescia, Campobasso, Como, Cremona, Enna, Ferrara, Cesena, Frosinone, Gorizia, L'Aquila, Lecco, Lodi, Mantova, Milano, Modena, Novara, Padova, Parma, Pavia, Perugia, Piacenza, Pordenone, Potenza, Ravenna, Reggio Emilia, Rieti, Rimini, Rovigo, Sondrio, Torino, Trento, Treviso, Trieste, Udine, Varese, Venezia, Verbania, Vercelli, Vicenza |
| Zona F | GG > 3000 | 200 gg. dal 15 Ottobre | Nessu limite | Belluno, Cuneo |
Calcolo del fabbisogno termico invernale in kW
Torniamo la tema dei calcoli. Per un impianto di riscaldamento si parla di carico termico invernale o fabbisogno termico invernale che si misura in Kcal (Kilo Calorie) o Kw (Kilo Watt). Il calcolo dei kw per riscaldamento si può fare in diversi modi, dal più semplice (approssimativo) al più complesso (preciso).
I calcoli per il fabbisogno termico in kw per il riscaldamento si possono basare sia sulla base dei mc (metri cubi) che dei mq (metri quadri) di superficie. Vediamo un metodo semplificati di calcolo:
- Volume della stanza x Coefficiente Termico
Per altri metodologie più precise sono necessarie diverse misurazioni e informazioni sui materiali utilizzati con la Trasmittanza Termica che definisce il potere isolante termico di un elemento in base alla sua composizione (muro, finestra, porta, … Torniamo al metodo semplificato che permette di avere un’idea del un fabbisogno energetico. Oltre ai metri cubi dell’area da riscaldare dobbiamo conoscere il coefficiente termico.
Il coefficiente termico è un valore che oscilla tra i 30 kcal/mc ed i 40 kcal/mc in base alle condizioni termiche della casa, le metodologie di costruzione ed alla zona climatica di appartenenza. Ad esempio, in montagna useremo un coefficiente termico alto, al mare ed al sud uno basso. Per semplicità di calcolo consideriamo un coefficiente termico con un valore medio di 35 kcal/mc.
Esempio di calcolo di fabbisogno termico casa per 100 mq
Proviamo a fare un esempio pratico di calcolo del fabbisogno calorico di casa per un appartamento da 100 mq a Roma. Ipotizziamo che il coefficiente termico ha un valore medio di 35 kcal/mc e un’altezza del soffitto di 2,70 m.
Fabbisogno Termico in calorie = (100 mq x 2,70 m) x 35 kcal/mc = 9.450 kcal
Una volta ottenute le calorie le possiamo trasformare in kW di fabbisogno termico con la formula 1 Kcal = 1,163 watt.
Fabbisogno Termico in kw = 9.450 kcal x 1,163 / 1.000 = 11 kW
Conteggio analogo si può fare ovviamente per calcolare il fabbisogno energetico di una stanza o di un edificio. Nella successiva tabella abbiamo riportato per semplicità diversi esempi di conteggio in base ai mq di casa.
| Dimensioni casa (mq) | Volume casa (mc) | Fabbisogno termico (Kcal) | Fabbisogno termico (Kw) |
|---|---|---|---|
| 50 mq | 135 mc | 4.725 Kcal | 5,5 Kw |
| 60 mq | 162 mc | 5.670 Kcal | 6,6 Kw |
| 70 mq | 189 mc | 6.615 Kcal | 7,7 Kw |
| 80 mq | 216 mc | 7.560 Kcal | 8,8 Kw |
| 90 mq | 243 mc | 8.505 Kcal | 9,9 Kw |
| 100 mq | 270 mc | 9.450 Kcal | 11,0 Kw |
| 110 mq | 297 mc | 10.395 Kcal | 12,1 Kw |
| 120 mq | 324 mc | 11.340 Kcal | 13,2 Kw |
| 130 mq | 351 mc | 12.285 Kcal | 14,3 Kw |
| 140 mq | 378 mc | 13.230 Kcal | 15,3 Kw |
| 150 mq | 405 mc | 14.175 Kcal | 16,4 Kw |
A conclusione ti forniamo un semplice excel per il calcolo del fabbisogno energetico xls.
Calcolo fabbisogno energetico giornaliero
Completiamo con il calcolo del fabbisogno energetico giornaliero da non confondere con quanto abbiamo visto in precedenza. Prendiamo come riferimento l’esempio per la casa di 100 mq dove la potenza termica richiesta è di 11 kW.
Facciamo due esempi per Roma e Milano, dove il riscaldamento può stare accesso 12 ore e 14 ore. Se stiamo a Roma il fabbisogno giornaliero è di 131 kW/giorno (11 Kw x 12 ore) mentre per Milano è di 154kW/giorno (11 Kw x 14 ore)
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