Convegno La Basilicata e la Certificazione Energetica. quali scenari, quali evoluzioni, quali obbiettivi POTENZA, 19 APRILE 2008

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1 Convegno La Basilicata e la Certificazione Energetica quali scenari, quali evoluzioni, quali obbiettivi POTENZA, 19 APRILE 28 ANALISI CRITICA DELLE METODOLOGIE DI CALCOLO IN TEMA DI EFFICIENZA ENERGETICA Prof. Nicola Cardinale Ordinario Fisica Tecnica Ambientale-Università della Basilicata MOTIVAZIONI AUMENTO DEI CONSUMI ENERGETICI CERTIFICAZIONE ENERGETICA OBIETTIVI DIFFERENZA TRA VALUTAZIONI IN REGIME DINAMICO E METODI SEMPLIFICATI VALUTAZIONE ENERGETICA DELL EDILIZIA EDILIZIA IN DIVERSE ZONE CLIMATICHE

2 METODOLOGIA STUDIO CRITICO DELLE NORMATIVE ANALISI PARAMETRICHE CON SOFTWARE DINAMICO E PROGRAMMI DI CALCOLO SEMPLIFICATI APPLICAZIONE SU DIVERSE TIPOLOGIE ESTENSIONE DEI RISULTATI NEI DIVERSI CLIMI ITALIANI FABBISOGNO DI ENERGIA NEGLI EDIFICI Numerosi studi a livello internazionale evidenziano come l energia l impiegata negli edifici rappresenta oltre il 4% del consumo totale di energia della d Comunità Europea. L Italia è il paese europeo dove si verifica il maggior consumo di energia nelle abitazioni e risulta pari al 17,5% del totale di energia annua imputabile alle case in Europa. 12 MILIONI MJ IN UN ANNO milioni MJ TURCHIA GRECIA IRLANDA UK AUSTRIA SVIZZERA FINLANDIA NORVEGIA DANIMARCA SVEZIA GERMANIA OLANDA BELGIO FRANCIA SPAGNA PORTOGALLO ITALIA POLONIA REP.CECA Italia Spagna Francia Germania UK Polonia Turchia Olanda Belgio Austria Rep.Ceca Svizzera Finlandia Portogallo Svezia Grecia Danimarca Norvegia Irlanda

3 ARTICOLAZIONE DELL ANALISI STUDIO CRITICO D. lgs UNI EN 832 pren ISO 1379 SOFTWARE DIVERSE TIPOLOGIE Dinamico ECOTECT (Un.di Perth e Cardiff) pren Round Robin test dell ANIT Semplificato DOCET (ENEA, CNR) Esempio UNI 832 APPLICAZIONE BOLZANO ROMA CATANIA Software Dinamico Ecotect:Calcolo orario dispersioni Si basa sulla trasmittanza termica periodica Y di una parete, numero complesso il cui modulo è il rapporto tra l oscillazione l massima del flusso termico entrante e l oscillazione l massima della temperatura dell aria esterna : Y = Δ q Δ int,max T est,max La Y è uguale al prodotto del fattore di decremento f per la trasmittanza stazionaria U Valori bassi del modulo Y indicano una parete che smorza l oscillazione del flusso termico entrante e Valori elevati dello fase di Y indicano un maggiore ritardo del flusso entrante Sono tendenze positive soprattutto d estate d e nei climi caldi Il metodo è congruente con le Linee Guida che per un soleggiamento estivo maggiore di 29 W/m 2 un valore limite da non superare per Y (.12 W/m 2 K)

4 IL SOFTWARE ECOTECT Orientazione del Nord Tipo di edificio Tipo di terreno Dati climatici Creazione del modello Il modello viene diviso in zone utilizzando l apposito l comando sulla Modelling Toolbar Si realizzano le porte e le finestre selezionando il comando Insert Child Object

5 Proprietà termiche delle zone Definizione delle zone Tipo di impianto Calcolo del volume della zona Range del termostato Numero di occupanti Ore Apporti di funzionamento interni dell impianto Ricambi d aria Scelta dei materiali

6 Analisi solare e termica Apporti solari: Direct Solar Gains: : apporti solari attraverso le superfici trasparenti Indirect Solar Gains: : apporti solari attraverso le superfici opache Apporti termici: Ventilation Gains: : perdite e guadagni per ventilazione attraverso le aperture e i materiali porosi Fabric Gains: : perdite e guadagni per trasmissione attraverso i muri, le finestre, le porte e il soffitto Inter-zonal Gains: : flussi di calore tra zone adiacenti dovuti alla differenza di temperatura Internal Gains: : apporti di calore interni dovuti ad apparecchiature elettriche e agli occupanti VALIDAZIONE DEL SOFTWARE : Ambiente pren Dimensioni: 3,6 m * 5,5 m * 2,8 m Finestra di 7 m 2 a Ovest (g =,2) Apporti interni pari a 2 W/m 2 dalle 8. h alle 18. h dal Lunedi' al Venerdi' Ventilazione: 1 ricambio per ora dalle 8. h alle 18. h dal Lunedi' al Venerdi' La temperatura del termostato dell'impianto di riscaldamento è 2 C C e il sistema è in funzione 24 ore al giorno per tutta la settimana. Città: : PARIGI

7 Periodo invernale: Validazione secondo norma pren Kwh / anno Ecotect Norma pren 1379 APPORTI SOLARI APPORTI INTERNI DISPERSIONI PER TRASMISSIONE DISPERSIONI PER VENTILAZIONE RISCALDAMENTO Gli apporti solari calcolati secondo la norma sono superiori del 25 % Gli apporti interni sono uguali Le dispersioni per trasmissione hanno una differenza di solo 34 Kwh (2%), mentre quelle per ventilazione sono inferiori di 171 Kwh (33%) nel calcolo della norma Il fabbisogno energetico per il riscaldamento calcolato secondo la norma è inferiore del 16 % rispetto al valore di Ecotect ROUND ROBIN TEST Test proposto dall ANIT (Associazione Nazionale per l'isolamento termico e acustico) per verificare l'efficienza dei software Si tratta di un confronto fra i risultati previsionali di prestazione energetica su un semplice edificio campione supponendo che sia localizzato a Bolzano, Roma e Catania Nel nostro caso abbiamo aggiunto il software Ecotect e il programma di calcolo semplificato Docet DATI DI PROGETTO:

8 ECOTECT DOCET STIMA 1-TFM V Software x Termus+i ( V.11.d ) E-Labconsulting srl Termus - v.11.d MC4 Suite HVAC KLIMA Ver TermiPlan MC4 Suite 25 Class 1. BestClass v 1.3 TRNSYS TEST ROMA TEST ROMA Kwh / anno TOT dispersioni TOT apporti gratuiti I risultati dell Ecotect (6437 Kwh e 4362 kwh) sono molto vicini a quelli del Trnsys ( 6244 Kwh e 3856 Kwh ) Il Docet sovrastima le dispersioni, seguito dal Termus,, dal TermiPlan e dallo STIMA 1

9 ECOTECT DOCET STIMA 1-TFM V Software x Termus+i ( V.11.d ) E-Labconsulting srl Termus - v.11.d MC4 Suite HVAC KLIMA Ver TermiPlan MC4 Suite 25 Class 1. BestClass v 1.3 TRNSYS ECOTECT DOCET STIMA 1-TFM V Software x Termus+i ( V.11.d ) E-Labconsulting srl Termus - v.11.d MC4 Suite HVAC KLIMA Ver TermiPlan MC4 Suite 25 Class 1. BestClass v 1.3 TRNSYS TEST BOLZANO TEST BOLZANO Kwh / anno TOT dispersioni TOT apporti gratuiti I risultati di Ecotect per le dispersioni e gli apporti rientrano nella media Le dispersioni calcolate con il Docet sono sovrastimate del 44% rispetto alle dispersioni calcolate con Ecotect TEST CATANIA TEST CATANIA Kwh / anno TOT dispersioni TOT apporti gratuiti I risultati di Ecotect per le dispersioni e gli apporti rientrano nella media Il valore delle dispersioni calcolate con il Docet è superiore del 34 % rispetto a quello dell Ecotect

10 CASA UNI 832 DATI DI PROGETTO: Edificio costituito da 3 zone: attico, zona riscaldata e serra solares Città: : GINEVRA Temperatura di progetto: 2 C ± 1 C Rendimento del sistema di Potenza media degli apporti di riscaldamento: : 75 ± 5% apporti interni: : 25 ± 5 W Valutazione energetica Ecotetct Norma UNI MJ / anno DISPERSIONI APPORTI TOTALI RISCALDAMENTO I risultati riportati nella norma hanno una tolleranza del 25% Le dispersioni in Ecotect sono maggiori dell 11% rispetto alle dispersioni della norma

11 CASI STUDIO: BOLZANO, ROMA E CATANIA (ECOTECT) BOLZANO ROMA CATANIA MJ / anno Gli apporti solari maggiori riguardano Catania, con un valore superiore del 1% rispetto a quello di Roma e del 33% rispetto a quello di Bolzano Le dispersioni per la città di Bolzano superano del 7% quelle di Roma e del 127% quelle di Catania MJ / ANNO CASI STUDIO: BOLZANO, ROMA E CATANIA (ECOTECT) RISCALDAMENTO BOLZANO ROMA CATANIA Gennaio Febbraio Marzo Aprile Ottobre Novembre Dicembre Riscaldamento: a Bolzano sono necessari MJ in un anno, ovvero il 74% in più rispetto a Roma (21712 MJ) e il 16% in più rispetto a Catania (1832 MJ) 3566

12 CONCLUSIONI La complessità dei software dinamici ha spinto le norme europee all utilizzo di programmi di calcolo semplificato I software di calcolo dinamici, come l Ecotectl o TRNSYS, forniscono una simulazione più realistica del comportamento energetico di un edificio Il confronto tra diversi metodi non dàd spesso risultati simili Un analisi sperimentale (p.e. misura trasmittanza in opera) è auspicabile, ove possibile Una formazione seria in ambito universitario e/o post- universitario teorico-sperimentale è fondamentale