Verifica della potenza termica installata

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1 Dipartimento di Scienza e Tecnologie dell Ambiente Costruito Building & Environment Science & Technology BEST Verifica della potenza termica installata Corso del Prof. Arch. Giuliano DALL Ò giuldal@polimi.it

2 Verifica della potenza termica installata pag. 2 Indice 1 La verifica della potenza termica Metodo di calcolo Esempio di calcolo Definizione completa di Gradi-Giorno...8

3 Verifica della potenza termica installata pag. 3 1 La verifica della potenza termica 1.1 Metodo di calcolo La potenza termica del generatore di calore calcolata utilizzando la norma UNI deve risultare almeno pari alla somma delle dispersioni termiche dell'edificio ed inoltre non deve essere superiore ad un valore limite elaborato sulla base di semplici parametri di riferimento fissati per legge in funzione delle caratteristiche fisiche dell'edificio e di quelle dell ambiente circostante. Sebbene la Legge 373/76 sul contenimento dei consumi energetici sia stata abrogata dalla più recente Legge 10/91, rimane attualmente in vigore il suo strumento attuativo, il DPR 1052/77 aggiornato dal DM 23/11/82, che obbliga per il progettista ad eseguire due calcoli, uno di progetto ed uno di verifica. Più precisamente, le dispersioni calcolate con la norma UNI devono risultare inferiori a quelle calcolate con la procedura imposta dal DPR Il diagramma di figura 1 illustra la procedura di calcolo per la valutazione della potenza termica. Nel diagramma è pure indicata la verifica del singolo ambiente, verifica che deve comunque essere fatta per assicurare che il calore sia fornito uniformemente e che non si determinino all interno dell edificio delle zone caratterizzate da condizioni climatiche non accettabili. Per una valutazione di massima del fabbisogno termico si può proprio partire dall'applicazione di quest'ultimo strumento di verifica la potenza termica massima ammissibile. La potenza termica massima del generatore di calore W t (espressa in W) è data dalla relazione: W t = Cg x V x t dove: Cg Cd Cv V S t coefficiente volumico globale di dispersione termica (W/m 3 K) dato dalla somma di due termini: Cg = Cd + Cv; coefficiente volumico di dispersione termica per trasmissione attraverso le strutture (W/m 3 K) ricavabile dalla tabella 5.13 in funzione del rapporto S/V (fattore di forma) e dei gradi giorno (GG) della località; coefficiente volumico di dispersione termica relativa ai ricambi d'aria (ventilazione) dato dal prodotto n (1/h) che rappresenta il numero dei ricambi d aria per il calore specifico dell aria (0,35 Wh/m 3 K); volume lordo riscaldato (m 3 ) dell edificio o del singolo alloggio, delimitati dalle superfici esterne; area delle superfici esterne (m 2 ) che delimitano il volume riscaldato; nel caso di edifici dotati di impianti autonomi, deve essere considerata superficie disperdente di un alloggio anche l'area delle superfici delle strutture di tamponamento che confinano con altri alloggi; differenza di temperatura tra ambiente riscaldato (valore fissato per legge a 20 C) e la minima temperatura esterna di progetto

4 Verifica della potenza termica installata pag. 4 Fig. 1 Il diagramma illustra la procedura di calcolo per la valutazione della potenza termica richiesta da un impianto di riscaldamento. Il risultato del calcolo, eseguito analiticamente, deve poi essere confrontato con il risultato di calcolo di verifica imposto dal DPR 1052/77 (ex Legge 373); nel caso in cui la potenza calcolata risultasse superiore a quella di legge, occorrerà rivedere il progetto

5 Verifica della potenza termica installata pag Esempio di calcolo Dati di progetto: Località: Milano Gradi giorno (GG): t e temperatura esterna: -5 C t i temperatura interna: 20 C (fissata dal DPR 412) t differenza di temperatura: t = (t i - t e ) = 25 C n numero di ricambi d'aria: 0,5 vol/h S Superficie disperdente: m V Volume lordo riscaldato m S/V Fattore di forma 362 / 360 1,00 Calcolo potenza termica: Cd dalla tabella 5.11, noti S/V e GG, si ricava per interpolazione un valore pari a 0,76 W/m 3 K; Cv con un valore n = 0,5, Cv = 0,5 x 0,35 = 0,175 (W/m 3 K); Cg Cg = Cd + Cv = 0,76 + 0,175 = 0,94 (W/m 3 K). La potenza termica massima del generatore di calore è pari a: Q t = Cg x V x t = 0,94 x 360 x 25 = W

6 Verifica della potenza termica installata pag. 6 Rapporto S/V (Superficie disperdente/volume) Gradi giorno Tab. 1 Calcolo del coefficiente di dispersione termica Cd (W/m 3 C) in funzione dei gradi giorno (GG) della località e del rapporto S/V (Superficie disperdente/volume lordo riscaldato)

7 Verifica della potenza termica installata pag. 7 Comune Quota s.l.m. (m) Temp. esterna di prog. ( C) Temp. esterna Media inv. ( C) Zona climatica Durata convenz. del periodo di riscaldamento (giorni) Gradi Giorno (GG) Agrigento ,5 B Alessandria ,5 E Ancona ,1 D Aosta ,3 E Bari ,3 C Belluno ,9 E Bologna ,3 E Bolzano ,1 E Cagliari ,9 C Catania ,8 B Como ,3 E Firenze ,2 D Forlì ,8 D Genova ,5 D Lecce ,6 C Milano ,8 E Napoli ,0 C Novara ,0 E Padova ,7 E Palermo ,1 B Perugia ,5 E Pescara 4 2 9,9 D Pesaro ,9 D Ravenna 4-5 6,7 E Reggio Cal ,0 B Roma ,3 D Torino ,6 E Trento ,3 E Trieste 2-5 8,1 D Venezia 1-5 7,6 E Tab. 2 Temperatura esterna di progetto, temperatura media stagionale, zona climatica, durata del periodo di riscaldamento e gradi-giorno (GG) di alcune località italiane

8 Verifica della potenza termica installata pag. 8 2 Definizione completa di Gradi-Giorno Un parametro climatico che definisce in modo sintetico ed efficace la rigidità del clima di una determinata località è quello relativo ai gradi-giorno (GG). Introdotti in Italia con la legge 373 sono un parametro proporzionale al fabbisogno stagionale di energia di un edificio e possono essere definiti come sommatoria, estesa a tutto il periodo di riscaldamento, della differenza tra la temperatura interna di progetto e la temperatura esterna media giornaliera di riferimento. Dal punto di vista analitico i gradi-giorno possono essere espressi, quindi, dalla seguente relazione: dove: t ri t e,j N N GG = ( t j=1 ri t e, j ) per t e, j t ri temperatura interna di riferimento temperatura esterna media del giorno j-esimo del periodo considerato numero di giorni compresi nel periodo considerato. Per il calcolo dei gradi giorno in Italia si assume una temperatura interna di riferimento di 19 C, ovvero un grado in meno della temperatura ambiente stabilita dal DPR 412/93, per tenere conto degli apporti gratuiti di calore all edificio (persone, illuminazione, carichi elettrici di vario tipo). La temperatura esterna media giornaliera, invece, è stata determinata per ogni giorno come la media dei seguenti quattro valori di temperatura: temperatura massima giornaliera; temperatura minima giornaliera; temperatura alle ore 8; temperatura alle ore 19. La sommatoria della differenza tra la temperatura interna di riferimento e la temperatura esterna media giornaliera è estesa ad un periodo di tempo pari alla durata convenzionale del periodo di riscaldamento (tabella 2). Convenzionalmente in Italia si è assunto che tale periodo corrisponda ai giorni in cui la temperatura media esterna risulta inferiore ai 12 C. L impianto di riscaldamento, quindi, interverrà solo quando la temperatura media esterna sarà inferiore ai 12 C. Il legislatore, con questa assunzione, ritiene che con una temperatura esterna superiore gli apporti gratuiti di calore esterni (radiazione solare) ed interni siano sufficienti comunque a garantire all interno degli spazi confinati condizioni di comfort accettabili. Il territorio nazionale è suddiviso, in funzione dei gradi-giorno, in sei zone climatiche: Zona A comuni che presentano un numero di gradi-giorno non superiore a 600; Zona B comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 600 e non superiore a 900; Zona C comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 900 e non superiore a 1400; Zona D comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 1400 e non superiore a 2100; Zona E comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 2100 e non superiore a 3000; Zona F comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 3000.