Annual thermal performance of ventilated roofs in different climates: an energy analysis

According to the increasing desire and necessity to use all the avai- lable indoor spaces, the attics are more and more used as living spaces in buildings. In regions with high level of solar radiation such as Mediterranean countries, the roofs receive large amounts of solar radiation during the summer, and their superficial tempe- rature can reach values between  and  °C causing unaccep- table indoor conditions. As a matter of fact, ventilated roofs have gained more and more interest in recent years due to the possibi- lity to reduce the cooling load and the energy needs of buildings. The paper reports on the effect of ventilated roofs, comparing the annual energy performances of a typical residential building with a ventilated roof with one with a traditional no-ventilated roof. The simulations are carried out by Trnsys coupled to Comis, a multi-zone air infiltration, ventilation and contaminant transport simulation program. The two software are used in a parallel ope- ration strategy to simulate the ventilated roof building in diffe- rent climates, in order to analyze the energy effectiveness of the different solutions varying the slope of the roof, the thickness of the air layer, the orientation and the thermal insulation level of the building. The results are discussed in terms of cooling and heating energy needs of the reference building.

I sottotetti sono spazi sempre più utilizzati negli edifici di tipo residenziale. Nelle regioni con elevati livelli di insolazione come i paesi dell’area mediterranea i tetti ricevono grandi quantità di energia solare durante la stagione estiva, portando la loro tem- peratura fino a valori attorno ai  °C. Ciò comporta condizioni di comfort non accettabili negli ambienti sottostanti. I tetti ven- tilati rappresentano una soluzione che sta acquisendo sempre maggior interesse negli ultimi anni perché consentono una ridu- zione dei carichi di raffrescamento dell’edificio. L’articolo riporta uno studio riguardante l’effetto dell’utilizzo di un tetto ventilato in un edificio di riferimento a confronto con un tetto tradizionale non ventilato. Le simulazioni dinamiche sono realizzate mediante l’accoppiamento di Trnsys con Comis, un sof- tware che consente di simulare in maniera dinamica i fenomeni di infiltrazione, ventilazione e trasporto di contaminanti in aria tra zone termiche adiacenti. I due software sono utilizzati in paral- lelo al fine di simulare il funzionamento di un edificio con tetto ventilato in diversi climi, con lo scopo di valutare le prestazioni energetiche annuali al variare dell’inclinazione della falda, dello spessore dello strato d’aria, dell’orientamento e del livello di isola- mento dell’edificio. I risultati vengono presentati e discussi in ter- mini di fabbisogni termici per il riscaldamento e il raffrescamento dell’edificio di riferimento.