Università Politecnica delle Marche

Транскрипт

1 Università Politecnica delle Marche Dipartimento di Energetica Ing. Costanzo Di Perna

2

3 DATI DI INGRESSO

4 TIPO DI VALUTAZIONE

5 La specifica tecnica definisce le modalità per l applicazione nazionale della UNI EN ISO 13790:2008 con riferimento al metodo mensile per il calcolo dei fabbisogni di energia termica per riscaldamento e per raffrescamento.

6 UNI EN ISO 13790:2008 Tale norma può essere utilizzata per le seguenti applicazioni: 1) valutare il rispetto di regolamenti espressi in termini di obiettivi energetici; 2) confrontare le prestazioni energetiche di varie alternative progettuali per un edificio in progetto; 3) indicare un livello convenzionale di prestazione energetica degli edifici esistenti; 4) stimare l effetto di possibili misure di risparmio energetico su un edificio esistente, calcolando il fabbisogno di energia con e senza ciascuna misura; 5) prevedere le esigenze future di risorse energetiche su scala nazionale o internazionale, calcolando i fabbisogni di energia di tipici edifici rappresentativi del parco edilizio.

7 UNI EN ISO 13790:2008

8 UNI EN ISO 13790:2008

9 UNI EN ISO 13790:2008

10 UNI EN ISO 13790:2008

11 PROCEDURA DI CALCOLO 1) Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio.

12 PROCEDURA DI CALCOLO 1) Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio. 2) Se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo.

13 PROCEDURA DI CALCOLO 1) Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio. 2) Se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. 3) Definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno.

14 PROCEDURA DI CALCOLO 1) Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio. 2) Se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. 3) Definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno. 4) Calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell edificio, dei fabbisogni netti di energia per il riscaldamento (H,nd) e raffrescamento (C,nd).

15 PROCEDURA DI CALCOLO 1) Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio. 2) Se richiesta, definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. 3) Definizione delle condizioni interne di calcolo e dei dati di ingresso relativi al clima esterno. 4) Calcolo, per ogni mese e per ogni zona dell edificio, dei fabbisogni netti di energia per il riscaldamento (H,nd) e raffrescamento (C,nd). 5) Aggregazione dei risultati relativi ai diversi mesi ed alle diverse zone servite dagli stessi impianti.

16

17 DEFINIZIONE DEI CONFINI DI CALCOLO

18 PROCEDURA DI CALCOLO 1) Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio.

19 1 - Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio. Ai fini dell'applicazione della presente specifica tecnica, per definire i confini del volume lordo climatizzato si considerano le dimensioni esterne dell'involucro

20 1 - Definizione dei confini dell insieme degli ambienti climatizzati e non climatizzati dell edificio. mentre, per definire i confini tra le zone termiche, si utilizzano le superfici di mezzeria degli elementi divisori

21 2 - Definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO Ai fini dell'applicazione della presente specifica tecnica, il sistema edificio-impianto è costituito da uno o più edifici (involucri edilizi) o da porzioni di edificio, climatizzati attraverso un unico sistema di generazione

22 2 - Definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO

23 2 - Definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO

24 2 - Definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO

25 2 - Definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. Regole di suddivisione dell'edificio In linea generale ogni porzione di edificio, climatizzata ad una determinata temperatura con identiche modalità di regolazione, costituisce una zona termica.

26 2 - Definizione dei confini delle diverse zone di calcolo. Le diverse unità immobiliari servite da un unico generatore, aventi proprie caratteristiche di dispersione ed esposizione, possono costituire altrettante zone termiche

27 Regole di suddivisione dell'edificio La zonizzazione non è richiesta se si verificano le seguenti condizioni: a) le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non oltre 4 K;

28 Regole di suddivisione dell'edificio La zonizzazione non è richiesta se si verificano le seguenti condizioni: a) le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non oltre 4 K; b) gli ambienti non sono raffrescati o comunque le temperature interne di regolazione per il raffrescamento differiscono di non oltre 4 K;

29 Regole di suddivisione dell'edificio La zonizzazione non è richiesta se si verificano le seguenti condizioni: a) le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non oltre 4 K; b) gli ambienti non sono raffrescati o comunque le temperature interne di regolazione per il raffrescamento differiscono di non oltre 4 K; c) gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di riscaldamento;

30 Regole di suddivisione dell'edificio La zonizzazione non è richiesta se si verificano le seguenti condizioni: a) le temperature interne di regolazione per il riscaldamento differiscono di non oltre 4 K; b) gli ambienti non sono raffrescati o comunque le temperature interne di regolazione per il raffrescamento differiscono di non oltre 4 K; c) gli ambienti sono serviti dallo stesso impianto di riscaldamento; d) se vi è un impianto di ventilazione meccanica, almeno l'80% dell'area climatizzata è servita dallo stesso impianto di ventilazione con tassi di ventilazione nei diversi ambienti che non differiscono di un fattore maggiore di 4.

31

32 CONDIZIONI INTERNE DI CALCOLO

33 3 - Definizione delle condizioni interne di calcolo. TEMPERATURA DI PROGETTO (θ ins,set,h ) per "temperatura dell'aria in un ambiente si intende la temperatura dell'aria misurata secondo le modalità prescritte dalla norma tecnica UNI 5364;

34 TEMPERATURA DI PROGETTO (θ ins,set,h ) Durante il periodo in cui è in funzione l'impianto di climatizzazione invernale, la media aritmetica delle temperature dell'aria nei diversi ambienti di ogni singola unità immobiliare non deve superare i seguenti valori con le tolleranze a fianco indicate: 20 C +2 C di tolleranza per gli edifici rientranti nelle categorie diverse da E.8 E.1 Edifici adibiti a residenza e assimilabili; E.2 Edifici adibiti a uffici e assimilabili: pubblici o privati, indipendenti o contigui a costruzioni adibite anche ad attività industriali o artigianali; E.3 Edifici adibiti a ospedali, cliniche o case di cura e assimilabili; E.4 Edifici adibiti ad attività ricreative o di culto e assimilabili; E.5 Edifici adibiti ad attività commerciali e assimilabili: quali negozi, magazzini di vendita all'ingrosso, supermercati, esposizioni; E.6 Edifici adibiti ad attività sportive; E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili;

35 TEMPERATURA DI PROGETTO (θ ins,set,h ) Durante il periodo in cui è in funzione l'impianto di climatizzazione invernale, la media aritmetica delle temperature dell'aria nei diversi ambienti di ogni singola unità immobiliare non deve superare i seguenti valori con le tolleranze a fianco indicate: 20 C +2 C di tolleranza per gli edifici rientranti nelle categorie diverse da E.8 E.1 Edifici adibiti a residenza e assimilabili; E.2 Edifici adibiti a uffici e assimilabili: pubblici o privati, indipendenti o contigui a costruzioni adibite anche ad attività industriali o artigianali; E.3 Edifici adibiti a ospedali, cliniche o case di cura e assimilabili; E.4 Edifici adibiti ad attività ricreative o di culto e assimilabili; E.5 Edifici adibiti ad attività commerciali e assimilabili: quali negozi, magazzini di vendita all'ingrosso, supermercati, esposizioni; E.6 Edifici adibiti ad attività sportive; E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili; 18 C +2 C di tolleranza per gli edifici rientranti nella categoria E.8; E.8 Edifici adibiti ad attività industriali ed artigianali e assimilabili.

36 [UNI/TS :2008] TEMPERATURA DI PROGETTO (θ i ) l = H (θi- θ e) t Per le temperature invernali:

37 [UNI/TS :2008] TEMPERATURA DI PROGETTO (θ i ) l = H (θi- θ e) t Per le temperature estive:

38 3 - Definizione delle condizioni interne di calcolo.

39 3 - Definizione delle condizioni interne di calcolo.

40 METODOLOGIE DI CALCOLO

41 FABBISOGNO PER LA CLIMATIZZAZIONE

42 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn nd = fabbisogno Is = dispersione termica gn = apporti termici RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ht = scambio termico C, nd = gn ηc, Is C, ht

43 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn Apporti termici totali Scambio termico totale (dispersione termica) Fattore di utilizzazione degli apporti termici

44 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht Scambio termico totale (dispersione termica) Apporti termici totali Fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche

45 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn ( + ) ( + ) = H, tr H, ve ηh, gn int RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( + ) ( ) = η sol Scambio termico totale Apporti termici totali C, nd = gn ηc, Is C, ht int sol C, Is C, tr + C, ve Apporti termici totali Scambio termico totale

46 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn ( + ) ( + ) = H, tr H, ve ηh, gn int Scambio termico totale RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht ( + ) ( ) = η sol int sol C, Is C, tr + C, ve Scambio termico totale

47 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( ) H, tr + H, ve RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn ( + ) ( + ) = H, tr + H, ve η H, gn int Scambio termico totale RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( = ( ) + ) η ( ) C, tr + C, veint sol C, Is C, tr + C, ve gn C, nd = gn ηc, Is C, ht sol Scambio termico totale

48 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( ) H, tr + H, ve = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ Scambio termico per trasmissione Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( ) C, tr + C, ve ( θ ) t + F Φ t ( θ ) t + F Φ t k k

49 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( ) H, tr + H, ve = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ Scambio termico per trasmissione Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( ) C, tr + C, ve ( θ ) t + F Φ t ( θ ) t + F Φ t = UNI EN 832 SCAMBIO TERMICO PER IRRAGGIAMENTO k k

50

51 COEFFICIENTE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE

52 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per trasmissione Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( θ ) t + F Φ t Coefficiente globale di scambio termico per trasmissione nella zona considerata, corretto per tener conto della differenza di temperatura int-est ( θ ) t + F Φ t k k

53 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici H tr, H tr, adj adj Coefficienti di trasferimento del calore per trasmissione e ventilazione UNI EN ISO 13789:2008 H + tr, adj = H D + H g + H U H A RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) RISCALDAMENTO (H=Heating) Coefficiente globale di scambio termico per trasmissione nella zona considerata, corretto per tener conto della differenza di temperatura int-est

54 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Coefficiente globale di scambio termico per trasmissione nella zona considerata, corretto per tener conto della differenza di temperatura int-est Coefficienti di trasferimento del calore per trasmissione e ventilazione UNI EN ISO 13789:2008 H tr, adj H tr, adj COEFFICIENTE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE VERSO L AMBIENTE ESTERNO H = H + H + H + tr, adj D COEFFICIENTE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE ATTRAVERSO GLI AMBIENTI NON CLIMATIZZATI COEFFICIENTE DI SCAMBIO TERMICO STAZIONARIO PER TRASMISSIONE VERSO IL TERRENO g U H COEFFICIENTE DI SCAMBIO TERMICO PER TRASMISSIONE ATTRAVERSO ALTRE ZONE CLIMATIZZATE A TEMPERATURA DIVERSA A

55 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) Scambio termico per trasmissione NORME PER LA PROGETTAZIONE, L INSTALLAZIONE, L ESERCIZIO E LA MANUTENZIONE DEGLI IMPIANTI TERMICI NEGLI EDIFICI DPR 412/93 = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ ( θ ) t + F Φ t temperatura interna di regolazione per il riscaldamento/raffrescamento della zona considerata k RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( θ ) t + F Φ t BISOGNA RIFARSI AL SEGUENTE DECRETO k

56 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ Temperatura media mensile esterna ( θ ) t + F Φ t Riscaldamento temperatura interna e raffrescamento di regolazione degli edifici: per il riscaldamento/raffrescamento della zona considerata Dati climatici UNI 10349:1994 k RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( θ ) t + F Φ t Temperatura media mensile esterna k

57 Riscaldamento e raffrescamento degli edifici: Dati climatici [UNI 10349:1994] VALORI MEDI MENSILI DELLA TEMPERATURA MEDIA GIORNALIERA DELL ARIA ESTERNA (θ e ) PROCEDIMENTI DIVERSI IN BASE ALLA LOCALITÀ: 1 CAPOLUOGO di provincia 2 ALTRA LOCALITÀ temperatura del capoluogo (prospetto IV) altitudine s.l.m. della località considerata Prospetto IV-valori medi mensili della temperatura media giornaliera dell aria esterna Si identifica il CAPOLUOGO PIÙ VICINO in linea d aria e sullo stesso versante geografico. Si apporta una CORREZIONE al valore della TEMPERATURA per tenere conto della diversa altitudine, secondo questa relazione: θ e= θe,r - (z - z r ) δ altitudine s.l.m. del capoluogo (prospetto IV) Prospetto II - valori del gradiente vertiale di temperatura

58 RISCALDAMENTO (H=Heating) Scambio termico per trasmissione FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ Temperatura media mensile esterna Durata del mese considerato ( θ ) t + F Φ t temperatura interna di regolazione per il riscaldamento/raffrescamento della zona considerata k RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( θ ) t + F Φ t Temperatura media mensile esterna Durata del mese considerato k

59

60 SCAMBIO TERMICO VERSO LA VOLTA CELESTE

61 RISCALDAMENTO (H=Heating) Scambio termico per trasmissione FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ ( θ ) t + F Φ t Fattore di forma tra il componente edilizio k-esimo e la volta celeste Durata del mese considerato k RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( θ ) t + F Φ t k Durata del mese considerato

62 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per trasmissione Scambio termico per trasmissione = Htr adj ins set H e,,, r, k r, mn, k H, tr θ UNI EN ISO 13790:2008 = Htr adj ins set C e,,, r, k r, mn, k C, tr θ ( θ ) t + F Φ t ( θ ) t + F Φ t k k Extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal componente k-esimo mediato sul tempo

63 FABBISOGNO DI CALORE [UNI EN ISO 13790:2008] Extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste RESISTENZA SUPERFICIALE ESTERNA AREA DELL ELEMENTO Φ = r, mn, k Rse Uc Ac hr TRASMITTANZA TERMICA ( θ ) 3 θer = 4 ε σ ss θ er COEFFICIENTE DI IRRAGGIAMENTO DELLA SUPERFICIE DIFFERENZA DI TEMPERATURA TRA UELLA ESTERNA E UELLA APPARENTE DELLA VOLTA CELESTE

64 FABBISOGNO DI CALORE [UNI EN ISO 13790:2008] Extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste Φ = r, mn, k Rse Uc Ac hr θ er DIFFERENZA DI TEMPERATURA TRA UELLA ESTERNA E UELLA APPARENTE DELLA VOLTA CELESTE θ er = 9 K in aree sub-polari 13 K in aree tropicali 11 K nelle zone intermedie

65 FABBISOGNO DI CALORE [UNI EN ISO 13790:2008] Extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste ( θ ) 3 hr 4 ε σ = ss se θ = 10 hr = 5 ε Φ = r, mn, k Rse Uc Ac hr θ er COEFFICIENTE DI IRRAGGIAMENTO DELLA SUPERFICIE

66

67 SCAMBIO TERMICO PER VENTILAZIONE

68 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( ) H, tr + H, ve H, ve Scambio termico per ventilazione Scambio termico per ventilazione C, ve ( ) C, tr + C, ve ( ) t θ ins, set, H = H θ ve, adj e ( ) t θ ins, set, C = H θ ve, adj e

69 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) Scambio termico per ventilazione H, ve ( ) t θ ins, set, H = H θ ve, adj Temperatura media mensile esterna e Durata del mese considerato temperatura interna di regolazione per il riscaldamento/raffrescamento della zona considerata RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per ventilazione C, ve ( ) t θ ins, set, C = H θ ve, adj e Temperatura media mensile esterna Durata del mese considerato

70 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Scambio termico per ventilazione Scambio termico per ventilazione H, ve C, ve ( ) t θ ins, set, H = H θ ve, adj Coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura int-est e ( ) t θ ins, set, C = H θ ve, adj e

71 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici ve adj H, ve adj H, = ρ { } b H ve, adj a c a q k ve, k ve, k, mn RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) RISCALDAMENTO (H=Heating) Coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temp. int-est

72 FABBISOGNO DI CALORE [UNI EN 832:2001] COEFFICIENTE DI DISPERSIONE TERMICA PER VENTILAZIONE (H v ) H = H + H T V H. =V ρ c V a a Portata d aria di rinnovo dell edificio Varia secondo il sistema utilizzato: Capacità termica volumica dell aria. Se V è espresso in m 3 /s ρ c = 1200 J/(m 3 K) a a Volume dello spazio riscaldato Ventilazione naturale Ventilazione meccanica Ventilazione meccanica con scambiatori di calore Ventilazione minima. V = V min 0,5 m 3 /h 0,3 vol/h

73 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) Coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temp. int-est H ve, adj H ve, adj Capacità termica volumica dell aria = 1200 J/(m 3 K) = ρ { } b q H ve, adj a ca k ve, k ve, k, mn FATTORE DI CORREZIONE DELLA TEMPERATURA PER IL FLUSSO D ARIA K-esimo b ve, k 1 Se la temperatura di mandata non è uguale alla temperatura esterna (pre-riscaldamento o pre-raffrescamento o recupero termico dell aria di ventilazione)

74 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli scambi termici ve adj H, ve adj H, = ρ { } b H ve, adj a c a q k ve, k ve, k, q ve, k, mn = f ve, t, k q ve, mn PORTATA MEDIA SUL TEMPO DEL FLUSSO D ARIA K-esimo Frazione di tempo in cui si verifica il flusso, se è permanente vale 1 Portata del flusso d aria k-esimo k RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) RISCALDAMENTO (H=Heating) Coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temp. int-est

75

76 APPORTI TERMICI TOTALI

77 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn ( + ) ( + ) = H, tr H, ve ηh, gn int RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( + ) ( ) = η sol Scambio termico totale Apporti termici totali C, nd = gn ηc, Is C, ht int sol C, Is C, tr + C, ve Apporti termici totali Scambio termico totale

78 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn ( + ) ( + ) = H, tr H, ve ηh, gn int RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht sol ( + ) ( ) = η Apporti termici totali int sol C, Is C, tr + C, ve Apporti termici totali

79 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici RISCALDAMENTO (H=Heating) RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) ( ) int + sol RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn ( + ) ( + ) = H, tr H, ve ηh, gn int RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht ( ) ( + ) ( ) int += sol η ( ) + sol sol Apporti termici totali int + sol C, Is C, tr + C, ve Apporti termici totali gn

80 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol ( + ) int sol APPORTI TERMICI INTERNI: o metabolismo umano; o apparecchiature elettriche, di illuminazione e di cottura; o scarico delle acque. APPORTI TERMICI SOLARI: insolazione disponibile; presenza di ombre; orientamento delle superfici; caratteristiche delle superfici.

81

82 APPORTI TERMICI INTERNI

83 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici INTERNI ( int ) ( + ) int sol RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol FONTE DI CALORE INTERNA ALL AMBIENTE { Φ } t + { ( b ) Φ } t = int k int,mn,k 1 l tr, l int,mn,u, l FONTE DI CALORE IN UN AMBIENTE ADIACENTE NON CLIMATIZZATO

84 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici INTERNI ( int ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol FLUSSO TERMICO PRODOTTO DALLA K-esima SORGENTE DI CALORE INTERNA, MEDIATO SUL TEMPO { Φ } t + { ( b ) Φ } t = int k int,mn,k 1 l tr, l int,mn,u, l DURATA DEL MESE COSIDERATO ( + ) int sol

85 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici INTERNI ( int ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol FLUSSO TERMICO PRODOTTO DALLA K-esima SORGENTE DI CALORE INTERNA, MEDIATO SUL TEMPO { Φ } t + { ( b ) Φ } t = int k int,mn,k 1 l tr, l int,mn,u, l ALCUNI VALORI DI CALCOLO ( + ) int sol

86 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici INTERNI ( int ) { Φ } t + { ( b ) Φ } t = int k int,mn,k 1 l tr, l int,mn,u, l VALUTAZIONE DI PROGETTO O STANDARD RESIDENZE ALTRO Se A f 170 m² Φ int = A f A 2 f [ W ] Se A f > 170 m² Φint = 450W

87 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici INTERNI ( int ) { Φ } t + { ( b ) Φ } t = int k int,mn,k 1 l tr, l int,mn,u, l VALUTAZIONE ADATTATA ALL UTENZA RESIDENZE ALTRO

88 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici INTERNI ( int ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol FLUSSO TERMICO PRODOTTO DALLA l-esima SORGENTE DI CALORE INTERNA, NELL AMBIENTE NON CLIMATIZZATO ADIACENTE, MEDIATO SUL TEMPO { Φ } t + { ( b ) Φ } t = int k int,mn,k 1 l tr, l int,mn,u, l FATTORE DI RIDUZIONE PER L AMBIENTE NON CLIMATIZZATO AVENTE LA SORGENTE DI CALORE INTERNA ( + ) int sol DURATA DEL MESE COSIDERATO

89

90 APPORTI SOLARI

91 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) ( + ) int sol RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO sol ( + ) int sol CALORE DI ORIGINE SOLARE NELL AMBIENTE { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = CALORE DI ORIGINE SOLARE IN UN AMBIENTE ADIACENTE NON CLIMATIZZATO

92 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol sol FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = DURATA DEL MESE COSIDERATO ( + ) int sol

93 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( + ) int sol sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = FLUSSO TERMICO l-esimo DI ORIGINE SOLARE, NELL AMBIENTE NON CLIMATIZZATO ADIACENTE, MEDIATO SUL TEMPO FATTORE DI RIDUZIONE PER L AMBIENTE NON CLIMATIZZATO AVENTE IL FLUSSO TERMICO DI ORIGINE SOLARE ( + ) int sol DURATA DEL MESE COSIDERATO

94 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l =

95 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO FATTORE DI RIDUZIONE PER OMBREGGIATURA Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k AREA DI CAPTAZIONE SOLARE EFFETTIVA IRRADIANZA SOLARE MEDIA MENSILE, CON DATO ORIENTAMENTOE INCLINAZIONE

96 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k AREA DI CAPTAZIONE SOLARE EFFETTIVA COMPONENTE OPACO COMPONENTE VETRATO

97

98 APPORTI SOLARI STRUTTURE TRASPARENTI

99 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k ( F ) F Aw p A sol, k = Fsh, gl ggl 1, COMPONENTE VETRATO

100 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) AREA DI CAPTAZIONE SOLARE EFFETTIVA Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO FATTORE DI RIDUZIONE DEGLI APPORTI SOLARI RELATIVO ALL UTILIZZO DI SCHERMATURE SOLARI MOBILI RAPPORTO TRA L AREA PROIETTATA DEL TELAIO E L AREA PROIETTATA TOTALE DEL COMPONENTE FINESTARTO ( F ) F Aw p A sol, k = Fsh, gl ggl 1, AREA DEL VANO FINESTRA TRASMITTANZA DI ENERGIA SOLARE DELLA PARETE TRASPARENTE COMPONENTE VETRATO

101 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) AREA DI CAPTAZIONE SOLARE EFFETTIVA Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO ( F ) F Aw p A sol, k = Fsh, gl ggl 1, EN 410 oppure TRASMITTANZA DI ENERGIA SOLARE DELLA PARETE TRASPARENTE COMPONENTE VETRATO

102 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) AREA DI CAPTAZIONE SOLARE EFFETTIVA Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO F F = Area trasparente Area totale dell unità vetrata RAPPORTO TRA L AREA PROIETTATA DEL TELAIO E L AREA PROIETTATA TOTALE DEL COMPONENTE FINESTARTO ( F ) F Aw p A sol, k = Fsh, gl ggl 1, COMPONENTE VETRATO

103 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) [( f ) ] sh, with ggl + fsh with ggl sh ggl F sh, gl = 1, + RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO FATTORE DI RIDUZIONE DEGLI APPORTI SOLARI RELATIVO ALL UTILIZZO DI SCHERMATURE SOLARI MOBILI ( F ) F Aw p A sol, k = Fsh, gl ggl 1, COMPONENTE VETRATO

104 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) [( f ) ] sh, with ggl + fsh with ggl sh ggl F sh, gl = 1, + RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO FRAZIONE DI TEMPO IN CUI LA SCHERMATURA SOLARE É UTILIZZATA, PESATA SULL IRRAGGIAMENTO SOLARE INCIDENTE TRASMITTANZA DI ENERGIA SOLARE DELLA FINESTRA UANDO LA SCHERMATURA SOLARE NON É UTILIZZATA TRASMITTANZA DI ENERGIA SOLARE DELLA FINESTRA UANDO LA SCHERMATURA SOLARE É UTILIZZATA COMPONENTE VETRATO

105 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k ( F ) F Aw p A sol, k = Fsh, gl ggl 1, COMPONENTE VETRATO

106

107 APPORTI SOLARI STRUTTURE OPACHE

108 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO A sol, k = αsol, c Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k R se U c A c COMPONENTE OPACO

109 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) AREA DI CAPTAZIONE SOLARE EFFETTIVA Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO FATTORE ASSORBIMENTO SOLARE DEL COMPONENTE OPACO A a= 0.3 colore chiaro a= 0.6 colore medio a= 0.9 colore scuro sol, k = αsol, c R se U c RESISTENZA TERMICA SUPERFICIALE ESTERNA DEL COMPONENTE OPACO A c AREA PRIOETTATA DEL COMPONENTE OPACO COMPONENTE OPACO TRASMITTANZA TERMICA DEL COMPONENTE OPACO

110

111 FATTORI DI OMBREGGIAMENTO

112 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO F sh, ob = FATTORE DI RIDUZIONE PER OMBREGGIATURA F hor Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k F ov F fin F hor = fattore di ombreggiatura dovuto ad ostruzioni esterne F ov = fattore di ombreggiatura dovuto ad aggetti orizzontali F fin = fattore di ombreggiatura dovuto ad aggetti verticali

113 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO F sh, ob = F hor F ov F fin F hor = fattore di ombreggiatura dovuto ad ostruzioni esterne

114 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO F = F + F + F sh, ob hor ov fin F ov = fattore di ombreggiatura dovuto ad aggetti orizzontali F fin = fattore di ombreggiatura dovuto ad aggetti verticali

115 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Calcolo degli apporti termici: SOLARI ( sol ) FLUSSO TERMICO K-esimo DI ORIGINE SOLARE, MEDIATO SUL TEMPO sol { Φ } t + { ( 1 b ) Φ } t k sol,mn,k l tr, l sol,mn,u, l = RAFFRESCAMENTO e RISCALDAMENTO Φ sol, k = Fsh, ob, k Asol, k Isol, k Dati climatici UNI 10349:1997 IRRADIANZA SOLARE MEDIA MENSILE, CON DATO ORIENTAMENTOE INCLINAZIONE

116 PARAMETRI DINAMICI DI CALCOLO

117 FATTORE DI UTILIZZO DEGLI APPORTI TERMICI

118 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn Apporti termici totali Scambio termico totale (dispersione termica) Fattore di utilizzazione degli apporti termici RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht Scambio termico totale (dispersione termica) Apporti termici totali Fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche

119 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn Fattore di utilizzazione degli apporti termici RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht

120 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fattore di utilizzazione degli apporti termici (η H,gn ) FABBISOGNO NETTO DI ENERGIA PER IL RISCALDAMENTO H, nd = H, ht ηh, gn gn RISCALDAMENTO γ H = gn H, ht γ H γ H > 0 1 η H, gn = 1 γ 1 γ ah H ah + 1 H a H = a H,0 + τ τ H,0 γ H = 1 η H, gn = ah a + 1 H

121 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fattore di utilizzazione degli apporti termici (η H,gn ) costante di tempo caratterizza l inerzia termica dello spazio riscaldato τ = C H Coefficiente di dispersione termica dell edificio capacità termica interna: Il calore accumulato nella struttura dell edifico quando la temperatura interna varia in modo sinusoidale con il periodo di 24h ed un ampiezza di 1K a H = a H,0 + τ τ H,0 Se il periodo di calcolo è mensile a H, 0 = 1 τ H, 0 = 15h

122 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fattore di utilizzazione degli apporti termici (η H,gn )

123

124 FATTORE DI UTILIZZAZIONE DELLE DISPERSIONI

125 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn Apporti termici totali Scambio termico totale (dispersione termica) Fattore di utilizzazione degli apporti termici RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht Scambio termico totale (dispersione termica) Apporti termici totali Fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche

126 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fabbisogni netti di energia per ogni zona dell edificio e per ogni mese RISCALDAMENTO (H=Heating) H, nd = H, ht ηh, gn gn RAFFRESCAMENTO (C=Cooling) C, nd = gn ηc, Is C, ht Fattore di utilizzazione delle dispersioni termiche

127 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fattore di utilizzazione delle dispersioni (η C,gn ) FABBISOGNO NETTO DI ENERGIA PER IL RISCALDAMENTO H, nd = H, ht ηh, gn gn γ C γ C > 0 1 η C, Is = 1 γ 1 γ a C C C C ( a + 1) Fattore di contemporaneità Area finestra RAFFRESCAMENTO gn γ C = C < 0 C, ht η C, Is = γ 1 a C = a C,0 + τ τ C,0 k A A w f Area pavimento zona climatizzata γ C = 1 η C, Is = ac a + 1 C

128 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fattore di utilizzazione delle dispersioni (η C,gn ) costante di tempo caratterizza l inerzia termica dello spazio riscaldato τ = C H Coefficiente di dispersione termica dell edificio capacità termica interna: Il calore accumulato nella struttura dell edifico quando la temperatura interna varia in modo sinusoidale con il periodo di 24h ed un ampiezza di 1K a C = a C,0 + τ τ C,0 k k = 13 A A w f Se il periodo di calcolo è mensile a C, 0 = 8,1 τ C, 0 = 17h

129 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Fattore di utilizzazione delle dispersioni (η C,gn )

130

131 APPENDICE A e B

132 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Appendice A Determinazione semplificata della TRASMITTANZA TERMICA DEI COMPONENTI OPACHI in edifici esistenti

133 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Determinazione semplificata della TRASMITTANZA TERMICA DEI COMPONENTI OPACHI in edifici esistenti

134 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Appendice B Abaco delle strutture murarie utilizzate in Italia in edifici esistenti

135 FABBISOGNO DI CALORE [UNI/TS :2008] Abaco delle strutture murarie utilizzate in Italia in edifici esistenti