NON È QUESTO LO SCHEMA CHE HO USATO A LEZIONE MA È SIMILE

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Romeo Di Giacomo
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1 CALCOLO DELLA PORTATA DI VENTILAZIONE E VERIFICA DEL GRADO D ISOLAMENTO TERMICO, PER LA ZONA DI RIPOSO DI UNA STALLA CHIUDIBILE DA 100 CAPI ADULTI, IN CONDIZIONI INVERNALI N.B.: QUESTO È SOLO UNO SCHEMA PER FARE UN ESERCIZIO. IN UNA STALLA I RAGIONAMENTI SONO ASSAI DIFFERENTI ED AL SUD IL PROBLEMA È SOPRATTUTTO IL CALDO ESTIVO NON È QUESTO LO SCHEMA CHE HO USATO A LEZIONE MA È SIMILE 1) In base alla zona si scelgono le condizioni climatiche esterne di progetto: Te= 2 C Ue % =85 % 2) Si voglia assicurare una condizione interna migliore di: Ti > 10 C Ui% < 75 % 3) Dal diagramma psicometrico dell aria umida: Xe= 3.75 g vapore /kg aria Xi= 5.75 g vapore /kg aria Je=0,5 Kcal/kg aria = 2,1 KJ/kg aria Ji=3,5 Kcal/kg aria = 14.5 KJ/kg aria Ve Vi 0,8 m 3 /kg aria 4) Potenza totale prodotta da un capo: Wt=W mantenimento +W lattazione +W gestazione Wt=5.6*massa *10-5 * DieGestazione *LitriLatteDie Se Massa media = 500 Kg e Produzione latte media =35 l/d Giorno di gestazione Potenza Totale W/capo 1 mese lattazione (0-30) = mese lattazione (30-60) =

condizioni climatiche esterne di progetto: Te= 2 C Ue % =85 % 2) Si voglia assicurare una condizione interna migliore di: Ti > 10 C Ui% < 75 % 3) Dal diagramma psicometrico dell aria umida: Xe= 3.

2 3 mese lattazione (60-90) = mese lattazione (90-120) = mese lattazione ( ) = mese lattazione ( ) = mese lattazione ( ) = mese lattazione ( ) = mese lattazione ( ) = mese lattazione ( ) = Media ) Correzione in base alla temperatura (t int = 10 C): Wtc = Wt*[4*10-5 *(20-t) 3 +1] =1462 W/capo 6) Calcolo della potenza sotto forma sensibile e latente: Ws = Wtc*[0,8-1.85*10-7 *(t+10) 4 ] = 1126 W/capo Wl = Wtc Ws = = 336 W 7) Calcolo della potenza totale prodotta nel ricovero e della portata di vapore prodotta dagli animali: W tr =Wtc*N= W W sr = Ws * N = W W LR = W l * N = W Q vapore = W LR /CaloreLatenteEvap.H 2 O = = J/s / 2,5*10 6 J/kg acqua = 0,014 Kg/s = 13,8 g/s 8) Calcolo della portata di ventilazione: Poiché ogni kg di aria ricambiata allontana dal ricovero una quantità di vapore pari a: Δx = Xi Xe = 5,75 3,75 = 2 g vapore /kg aria occorre una portata d aria in massa pari a: Q aria = Q vapore /Δx = 13,8/2 = 6,9 Kg aria /s In volume: V aria = Q aria *V = 6,9 Kg aria /s *0,8 m 3 /Kg aria = 5,5 m 3 /s = m³/h 2

*(20-t) 3 +1] =1462 W/capo 6) Calcolo della potenza sotto forma sensibile e latente: Ws = Wtc*[0,8-1.

3 9) Determinazione della potenza che è possibile disperdere dalle tamponature: V = 6,9 kg/s Ji = 14.5 kj/kg Wp Wtr V=6,9 kg/s Je = 2,1 kj/kg Si deve determinare la potenza Wp che è possibile dissipare dalle tamponature garantendo la temperatura interna di 10 C: Wp = Wtr + Q aria *Je-Q aria *Ji = = ,9*2,1*1000 6,9*14,5*1000 = W Questa è la potenza che può essere dissipata dal pavimento, dalle pareti perimetrali dal tetto dalle finestre e dai ponti termici. 3

garantendo la temperatura interna di 10 C: Wp = Wtr + Q aria *Je-Q aria *Ji = = 146.

4 VERIFICA DEL GRADO D ISOLAMENTO TERMICO DEL FABBRICATO La potenza dissipabile è di W Si suppone che il fabbricato abbia dimensioni in pianta di: 70 m * 10 m (area 700 m²) ed altezza alla gronda di 4 m. 10) Calcolo della potenza dissipata attraverso il pavimento Adduttanza (superfici orizzontali con flusso discend.) α=6 W/m²k Battuto di cemento (s 1 = 0,05 m) λ 1 =0,6*1,35 = 0,81 (1,35 è la correzione per tener conto dell umidità) Magrone in calcestruzzo di argille espanse (s 2 = 0,06 m) λ 2 =0,14*1,2 = 0,17 Ti= 10 C Tterreno= 5 C K=1/[1/α+Σsi/λ i ] =1/[1/6+0,05/0,81+0,06/0,17]=1,72 W/m²K W1=K*S*ΔT=1,72*700*5=6.020 W 11) Calcolo della potenza dissipata dalle tamponature: Adduttanza interna α i =8 W/m²k Adduttanza esterna α e =35 W/m²k (Vento 4 m/s) Rivestimento interno (s 1 = 0,005 m) λ 1 =0,8 Coibentazione (s 2 = 0,05 m) λ 2 =0,1*1,2 = 0,12 Rivestimento esterno (s 3 = 0,005 m) λ 3 =0,8 Ti= 10 C Testerna= 2 C K=1/[1/α i +Σsi/λ i +1//α e ]=1/[1/8+0,03/0,8*2+0,05/0,12+1/35] = = 1,55 W/m²K S = 2*(70+10)*4 = 640 m² 4

10) Calcolo della potenza dissipata attraverso il pavimento Adduttanza (superfici orizzontali con flusso discend.

5 W2=K*S*ΔT=1,55*640*8 = W 12) Calcolo della potenza dissipata dalla copertura: Adduttanza interna α i =9 W/m²k Adduttanza esterna α e =35 W/m²k (Vento 4 m/s) Coibentazione interna (s 1 = 0,02 m) λ 1 =0,2 Lamiera esterna (s 2 = 0,002 m) λ 2 =7 Lamiera interna (s 3 = 0,002 m) λ 3 =7 Ti= 10 C Testerna= 2 C K=1/[1/α i +Σsi/λ i +1//α e ]=1/[1/9+0,002/7*2+0,02/0,2+1/35] = = 4,16 W/m²K S = (70*10)/cos 26 = 630 m² W3=K*S*ΔT=4,16*630*8 = W 13) Calcolo della potenza dissipata dalle finestre: K=5.8 W/m²K S = 70 m² (circa un decimo della superficie in pianta) Ti= 10 C Testerna= 2 C W4=K*S*ΔT=5.8*70*8 = W 14) Ponti termici: Mazzette distanziali telai degli infissi: Supponendo che tra parte fissa e parte mobile ci siano 10 centimetri di larghezza, e supponendo di usare alluminio senza taglio termico (6 W/m²K) per ogni metro si avrà 0.6 W/mK K = 0.6 W/mK Per ogni finestra di 2.4 m² 9,2 m di mazzette; L = 70/2,4*9,2 = 270 m ; 5

(s 2 = 0,002 m) λ 2 =7 Lamiera interna (s 3 = 0,002 m) λ 3 =7 Ti= 10 C Testerna= 2 C K=1/[1/α i +Σsi/λ i +1//α e ]=1/[1/9+0,002/7*2+0,02/0,2+1/35] = = 4,16 W/m²K S = (70*10)/cos 26 = 630 m²

6 W5=K*L*ΔT=0.6*270*8 = W Pilastri e travi K = 0,75 W/mK N pilastri = 24 L = 24*4 = 96 m ; Travi L = 70*4= 280 m W6=K*L*ΔT= 0,75*(280+96)* 8 = W 15) La potenza complessivamente dissipata è: W=W1+W2+W3+W4+W5+W6= = = W Questa potenza è inferiore a quella massima dissipabile per mantenere la temperatura interna a 10 C ( W).Questo margine è indispensabile per il caso in cui non siano presenti tutti i 100 capi. 16) Se si provasse a togliere la coibentazione dalla copertura si avrebbe al punto 12: Adduttanza interna α i =9 W/m²k Adduttanza esterna α e =35 W/m²k (Vento 4 m/s) Lamiera esterna (s1= 0,002 m) λ1=7 Ti= 10 C Testerna= 2 C K=1/[1/α i +Σsi/λ i +1//α e ]=1/[1/9+0,002/7+1/35] = = 7,14 W/m²K S = (70*10)/cos 26 = 630 m² W3=K*S*ΔT=7,14*630*8 = W Conseguentemente la potenza complessivamente dissipata sarebbe: W= = W 6

700 W Questa potenza è inferiore a quella massima dissipabile per mantenere la temperatura interna a 10 C (60.490 W).

7 Questa potenza sarebbe dello stesso ordine di grandezza di quella disponibile e pertanto non si potrebbe effettivamente garantire una temperatura interna di 10 C nelle condizioni meteorologiche di progetto. DIMENSIONAMENTO DELLE APERTURE relazione: La velocità dell aria all interno del fabbricato è calcolabile con la Dove Ti è la temperatura assoluta, H è la differenza di quota tra le finestre ed il camino, g è l accelerazione di gravità e θ è un coefficiente che dipende dalla regolarità del percorso, variabile tra 0,2 e 0,7. Il campo di variabilità estremamente ampio del coefficiente θ lascia intuire quanto poco sia affidabile questa relazione. Nel nostro caso la quota al colmo è: Hmax = 4 + 5*tan 26 = 6,4 m La quota delle finestre è H fin = 2.4 m ΔH= 4 m Ti=283 K Te= 275 K Assumendo θ = 0,4 (valore plausibile per un capannone con camino continuo al centro e privo di ingombri interni) si avrà: 7

DIMENSIONAMENTO DELLE APERTURE relazione: La velocità dell aria all interno del fabbricato è calcolabile con la Dove Ti è la temperatura assoluta, H è la differenza di quota tra le finestre ed il

8 Questa è la velocità dell aria a finestre aperte, ma evidentemente chiudendo parte delle finestre è possibile ridurla a piacere. La dimensione minima delle aperture in inverno dovrà essere tale da assicurare la portata d aria minima prevista (5,5 m³/s) ovvero: Superficie minima aperta = 5,5 m³/s /0,6 m/s = 9,2 m² Per determinare invece la superficie minima delle finestre apribili e del camino continuo sul tetto è necessario riferirsi al caso estivo. 8

La dimensione minima delle aperture in inverno dovrà essere tale da assicurare la portata d aria minima prevista

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