Quando dobbiamo procedere con la ristrutturazione della nostra casa e migliorare l'efficienza dell'impianto di riscaldamento che verrà installato, dovremo necessariamente fare il calcolo del fabbisogno termico. In questo modo sarà molto più semplice individuare, in un mercato in cui le alternative sono innumerevoli, i kW che dovrebbero raggiungere caldaie, pompe di calore o pannelli solari, a seconda dell'impianto che meglio si sposa con le nostre esigenze.
Il calcolo del fabbisogno termico ti permette di individuare l’energia richiesta per riscaldare una casa. Scopri come valutarlo e quali sono le differenze dal carico termico di progetto. 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.
Cos'è il Fabbisogno Termico?
Prima ancora di dedicarci al calcolo del fabbisogno termico, è opportuno dare una definizione precisa del fabbisogno termico di una casa. 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.
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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.
Il calcolo del fabbisogno termico di una casa non è un’operazione semplice da fare, soprattutto perché la capacità di trattenere la temperatura della casa dipende da diversi fattori. L’esposizione della casa al sole, lo spessore delle pareti, la tipologia di infissi, il tetto e le aperture. Insomma, tutti questi fattori influiscono sicuramente sul riscaldamento della tua casa e vanno considerati nel calcolo del fabbisogno termico. Il fabbisogno termico di un’abitazione è infatti la differenza tra questi apporti termici gratuiti e la dispersione del calore che avviene durante il periodo del riscaldamento e che dipende dalla ventilazione, trasmissione e rendimento dell’impianto.
Cos'è il Carico Termico?
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.
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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.
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.
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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
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.
Calcola il Fabbisogno Termico in Pochi Semplici Calcoli
Dopo questa piccola parentesi teorica passiamo quindi alla pratica e definiamo in cosa si traduce realisticamente questa teoria. Supponiamo di calcolare il fabbisogno termico di una stanza della casa: il primo elemento da conoscere è la superficie cubica della camera in questione. I metri cubi di una stanza si calcolano in questo modo:
MC= LxLxH
Quindi sarà necessario conoscere la lunghezza dei due lati della camera e moltiplicarli per l’altezza. Supponiamo di avere una camera 10x10x2,70= 270 m3
Il secondo elemento che compone il calcolo del fabbisogno termico è il cosiddetto coefficiente termico (CT), un valore predefinito che varia a seconda delle zone climatiche in cui ci si trova. Si tratta di un coefficiente che oscilla tra i 27 e 42 Kcal/mc (dove 27 rappresenta il valore minimo che viene associato normalmente ai paesi caldi, e 42 il valore massimo, attribuito alle zone più fredde d’Italia).
Consideriamo di essere in un valore intermedio pari a 35 Kcal/mc, il fabbisogno termico della camera prima valutata, sarà pari a:
Fabbisogno termico= MCXCT
Che nell’esempio che stiamo portando avanti sarà:
270 m3 x 35 Kcal= 9450 Kcal
Adesso, visto che il calore di una stufa è espresso in KWh (kilowattora), dobbiamo semplicemente convertire le Kcal in KWh; sapendo che 1 KWh=860,4 Kcal, bisognerà dividere le Kcal ottenute per 860,4:
9450: 860,4 = 11 Kwh
Quindi per una superficie di 100mq bisognerà prendere una stufa da 11 KWh.
Quanti Termoarredo Inserire nel Progetto della Tua Casa?
Per capire invece di quanti termoarredo hai bisogno, ti basterà fare altri due semplici passaggi; il primo sarà convertire i Kwh in watt (la misura della potenza di un termoarredo) moltiplicando il fabbisogno termico per 1000:
11 KWh x 1000= 11000 Watt
Il secondo e ultimissimo passaggio per conoscere il numero di termosifoni da avere in casa è quello di dividere il risultato appena ottenuto per la potenza del termoarredo scelto. Ad esempio se sceglierai un termoarredo da 1000 watt , il numero di elementi da inserire nell’appartamento da 100 mq preso in esempio sarà pari a:
11000:1000 = 11 termosifoni
Certo se non hai dimestichezza con i numeri potrà non sembrarti semplice, in quel caso sempre meglio affidarti ad un professionista oppure contattarci per un aiuto.
Quando si è alle prese con dei lavori di ristrutturazione, oppure si intende migliorare l'efficienza dell'impianto di riscaldamento, allora può essere molto utile effettuare il calcolo del fabbisogno termico dell’abitazione. Effettuando questa operazione sarà possibile conoscere le btu del condizionatore, oppure i Kw di caldaie, pompe di calore, pannelli solari, etc. per metro quadro, per stanza o dell’intera abitazione.
Come prima cosa è necessario conoscere quanta potenza termica espressa in Kilocalorie deve essere impiegata per riscaldare un ambiente, vale a dire la quantità di energia necessaria a mantenere costante la temperatura interna della casa. Il tutto bilanciando gli scambi termici verso l’esterno, e quindi tenendo conto di fattori come esposizione, ventilazione, smaltimento dei fumi etc. A questo punto sarà sufficiente convertire le Kcal in KW e si avrà una stima della potenza necessaria per l’impianto:
10260 Kcal / 862 = 11.9 KW
Se è vero che solo un tecnico specializzato potrà fornire una valutazione più accurata e definitiva (e che tiene conto della maggior parte degli elementi prima elencati), allo stesso modo è possibile svolgere un primo calcolo in autonomia. Prima di tutto, dobbiamo allora calcolare il fabbisogno termico dell'appartamento per mq. Un calcolo utile a stimare il numero e la potenza dei radiatori che devono essere installati in base ai metri quadri.
A questo punto, possiamo procedere con il calcolo del fabbisogno termico in kW. Questo valore va moltiplicato per 40, vale a dire il coefficiente termico scelto per una zona termica particolarmente fredda. Si ottiene così un valore di 9.720 Kcal tramite la formula vista in precedenza. Ora dobbiamo trasformare il valore calcolato in kW, tramite la formula Kcal/862 = Kw.
Per riscaldare correttamente i tuoi locali ed ottenere un livello di comfort ideale, la potenza dell’impianto di riscaldamento deve essere dimensionata. Calcolare la giusta potenza del riscaldamento è quindi essenziale per ottenere prestazioni perfette in termini di calore percepito in rapporto a bassi consumi energetici. Sovradimensionare (o installare un radiatore troppo potente) significherebbe disporre di troppa energia riscaldante in rapporto al volume della stanza.
Un calcolo sottodimensionato (quindi calcolare una potenza inferiore rispetto al fabbisogno termico reale) invece, costringerebbe il radiatore ad un funzionamento continuo a piena potenza, nel caso di radiatore elettrico, il che porterebbe ad un consumo energetico molto alto per ottenere il livello di calore desiderato.
Il metodo empirico invece è facilmente applicabile da chiunque. Il coefficiente termico varia a seconda della fascia climatica. In Italia abbiamo un clima temperato che comprende solamente 4 fasce climatiche.
Se l'abitazione è poco coibentata si possono aggiungere al coefficiente termico 5 Watt/mc.
Tabella delle Fasce Climatiche Italiane
| Fascia Climatica | Esempio |
|---|---|
| E | |
| D | |
| C | |
| B |
A cosa serve calcolare il fabbisogno termico di un'abitazione o di una stanza? Il costo di posa di una caldaia va da 100 a 400 € a seconda del tipo di caldaia ed è sempre comprensivo della Dichiarazione di Conformità obbligatoria. Per gli impianti termici esiste l'obbligo di progetto redatto da un professionista iscritto negli albi professionali della relativa area di competenza o dal responsabile tecnico dell'impresa installatrice (D.M. 22 gennaio 2008, n.
Per quanto riguarda il dimensionamento dei termosifoni, ne abbiamo parlato in un nostro precedente articolo. I costi di progettazione e di posa variano a seconda delle zone, anche in funzione dei prezzi della manodopera.
Le caldaie a condensazione recuperano una parte dei prodotti della combustione, risparmiando circa il 10% dell'energia consumata. Le caldaie a pellet sono più ingombranti, ma più efficienti. Le caldaie multi combustibile o onnivore sono sempre molto ingombranti, ma possono essere alimentate a pellet, nocciolino, biomassa, legna. Indeciso anche sulla scelta dei radiatori?
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