C.I. Fisica Tecnica Esercitazione sulla valutazione energetica in regime stazionario e dinamico di un edificio adibito ad uffici e centro conferenze

Transcript

1 Dipartimento di architettura, ingegneria delle costruzioni e ambiente costruito C.I. Fisica Tecnica Esercitazione sulla valutazione energetica in regime stazionario e dinamico di un edificio adibito ad uffici e centro conferenze Docente: Prof. Niccolò Aste A.A. 2013/2014 Politecnico di Milano Dipartimento di architettura, ingegneria delle costruzioni e ambiente costruito Via Bonardi, Milano Tel Fax www. polimi.it/best Partita Iva: Codice fiscale:

2 1) Oggetto del workshop L esercitazione progettuale prevede la valutazione e la conseguente ottimizzazione delle prestazioni energetiche di un edificio adibito a centro conferenze ed uffici. In particolare, questa si articolerà in due fasi. Nella prima, verrà richiesto lo studio di più soluzioni d involucro e, una volta operata una scelta tra queste, secondo gli algoritmi trattati a lezione, sarà richiesta la determinazione, in regime stazionario, del fabbisogno di energia termica per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria. Inoltre, si dovrà dimensionare: - il sottosistema di generazione dell impianto di riscaldamento; - un impianto solare termico asservito alla sola produzione di acqua calda sanitaria; - un impianto solare fotovoltaico. Tale calcolo sarà, poi, completato con la determinazione del consumo di energia primaria per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria, in funzione dei sistemi impiantistici ipotizzati. Nella seconda fase, si richiederà la modellazione e la conseguente simulazione energetica in regime dinamico dell edificio (mediante il software BESTenergy) adottando la configurazione d involucro assunta nelle valutazioni precedenti. Assumendo questa come lo stato di valutazione iniziale, successivamente, mediante più simulazioni, sarà richiesta un operazione di ottimizzazione delle prestazioni dell edificio sopra ipotizzato, sino a renderlo ad energia zero, valutandone non solo i consumi per riscaldamento, ma anche quelli per raffrescamento. In tale operazione, la distribuzione interna dei locali ed il perimetro dell edificio, per semplicità, dovranno rimanere gli stessi. Sarà possibile, tuttavia, aggiungere elementi in sovrapposizione, quali, ad esempio, sporti di gronda, portici, ecc. Inoltre, si potrà agire nuovamente sulle caratteristiche dei componenti d involucro, modificando anche le dimensioni geometriche e la collocazione dei componenti trasparenti, pur garantendo i requisiti minimi di aero-illuminazione. Inoltre, in fase di affinamento, si potrà agire anche sulle condizioni di esercizio degli ambienti (ad esempio prevedendo attenuazioni notturne della temperatura interna, ecc.). Questo processo di ottimizzazione avverrà mediante più simulazioni intermedie, che daranno risposta in merito alla bontà delle scelte adottate e che indirizzeranno le successive modifiche. Le soluzioni intermedie dovranno comunque essere presentate e documentate nel report finale, offrendo una casistica significativa delle soluzioni valutate. Una volta ridotti al minimo i fabbisogni per riscaldamento e raffrescamento, si dovrà fornire l energia richiesta dai sistemi impiantistici mediante le fonti rinnovabili. L esercitazione verrà svolta in gruppi di lavoro costituiti da un massimo di 6 studenti e dovrà essere prodotta una relazione in formato A4 che illustri sia i passaggi dei calcoli, sia le scelte e le considerazioni effettuate. In allegato, dovranno essere prodotte le principali schede tecniche dei materiali e dei componenti utilizzati nel corso delle valutazioni. 1

3 2) Località e contestualizzazione Per l edificio in oggetto è prevista una contestualizzazione a Milano. Pertanto, per i calcoli in regime stazionario, la stagione di riscaldamento sarà compresa tra il 15/10 ed il 15/04 ed i dati medi mensili saranno desumibili dal testo Architettura e ambiente citato tra la bibliografia del corso. Per quanto riguarda le simulazioni in regime dinamico, sarà possibile scaricare il file climatico dall apposito sito, corrispondente alla stazione di rilevamento di Milano Linate. 3) Caratteristiche dell involucro Nella valutazioni in regime stazionario, i componenti d involucro dovranno essere ipotizzati in maniera da garantire una trasmittanza termica inferiore od al massimo uguale ai seguenti valori: - per le chiusure opache verticali ed orizzontali verso l esterno, verso il terreno o verso ambienti non riscaldati: 0,25 W/m 2 K; - per le chiusure trasparenti: 1,8 W/m 2 K. 4) Suddivisione in zone termiche e relative condizioni operative Tenendo conto del livello di dettaglio richiesto ai fini del presente workshop e dei criteri di modellizzazione esposti nel manuale utente del software BESTenergy, la suddivisione in zone termiche dell edificio in oggetto ai fini della simulazione energetica in regime dinamico può essere effettuata come rappresentato nelle due seguenti figure. Si fa notare che le zone di distribuzione sono a temperatura non controllata. Figura 1 Identificazione zone termiche al piano terra. 2

4 Figura 2 Identificazione zone termiche al piano primo. Per ciascuna zona, si impostino, inizialmente, i parametri sulle condizioni operative come dalle tabelle derivate dalla norma UNI-TS di seguito riportate. Tali valori potranno essere utilizzati sia per il calcolo in regime stazionario che dinamico. Nella prima riga di queste viene riportato il nome della zona termica e del corrispondente profilo da impostare, per la simulazione della configurazione iniziale. Nome zona: Sala multifunzione Nome profilo: Sala conferenze REC_semplificato 8 W/m 2 (valore medio su tutto l anno, Temperatura di set-point in riscaldamento 20 C Temperatura di set-point in raffrescamento 26 C Nome zona: Uffici PT Nome profilo: Uffici REC_semplificato Temperatura di set-point in riscaldamento 20 C Temperatura di set-point in raffrescamento 26 C 6 W/m 2 (valore medio su tutto l anno, Nome zona: Distribuzione PT Nome profilo: Distribuzione REC_semplificato 6 W/m 2 (valore medio su tutto l anno, Temperatura di set-point in riscaldamento ambiente a temperatura non controllata Temperatura di set-point in raffrescamento ambiente a temperatura non controllata 3

5 Nome zona: Sala conferenze Nome profilo: Sala conferenze REC_semplificato 8 W/m 2 (valore medio su tutto l anno, Temperatura di set-point in riscaldamento 20 C Temperatura di set-point in raffrescamento 26 C Nome zona: Uffici P1 Nome profilo: Uffici REC_semplificato Temperatura di set-point in riscaldamento 20 C Temperatura di set-point in raffrescamento 26 C 6 W/m 2 (valore medio su tutto l anno, Nome zona: Distribuzione P1 Nome profilo: Distribuzione REC_semplificato 6 W/m 2 (valore medio su tutto l anno, Temperatura di set-point in riscaldamento ambiente a temperatura non controllata Temperatura di set-point in raffrescamento ambiente a temperatura non controllata 4

6 5) Allegati grafici 5

7

8

9

10