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Corso di Laurea in Edilizia

Corso di Certificazione Energetica e Sostenibilit Edilizia

a.a. 2011/2012

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA PER LA DETERMINAZIONE DEL

FABBISOGNO DI ENERGIA

Docente: Ph.D. Domentico Tripodi Assistente: Ing. Nunziata Italiano

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Q H,nd

Fabbisogno di energia termica per il riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

SCAMBIO TERMICO TOTALE

QH,ht

TRASMISSIONEQH,trVENTILAZIONEQH,ve

Coeff globale di

scambio termico

Htr,adj= HD+Hg+HU+HA

APPORTI TERMICI TOTALI

Qgn

+

Extra-flusso della

radiazione infrarossa

Fr,k r,mn,k

+

Coeff globale di

scambio termico

Hve,adj

INTERNI

Qin t

SOLARI

Qsol+

Flusso termico prodotta

dalla sorgente di calore

interna int,mn,k

Flusso termico prodotta

dalla sorgente solare

sol,mn,k

- Fattore di

utilizzazione

H,gn

x

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Inquadramento e analisi dimensionale delledificio


Figura 1:Pianta e sezioni appartamento, su cui sono individuate le superfici disperdenti verso gli ambienti non riscaldati e contraddistinte le ChiusureVerticali Opache e Trasparenti mediante sigla indicativa.

C6

C6

C6

C6

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Localit:Reggio Calabria;

Zona climatica: B;Gradi giorno: 772;

Anno di costruzione:1990

Superficie utile: Apav= 70 m2

Superficie lorda: Alorda= 82 m2

Altezza netta: Hnetta= 2,70 m

Altezza lorda: Hlorda

= 3,00 m

Volume netto: Vnetto= 172,2 m2

Volume lordo: Vlordo= 246 m2

Dati progettuali:

Caratteristiche dellinvolucro:

Inquadramento e analisi dimensionale delledificio


Chiusure verticali opache: Muratura in mattoni pieni;

Parete in cemento armato;

Cassonetti;

Chiusure verticali trasparenti:Serramenti in legno con doppio vetro del tipo 4-6-4.

Tabella 1:Durata della stagione di riscaldamento in funzione della zona climatica Prospetto 3 dell UNI/TS 11300-1.

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Si definisce come fabbisogno ideale di energia termica per il riscaldamento QH,nd

lenergia richiesta per

mantenere negli ambienti riscaldati la temperatura di progetto (fissata a 20C), calcolata per ogni zona

delledificio e per ogni mese, come:

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento


Dove:

QH,ht lo scambio termico totale nel caso di riscaldamento [kWh];

Qgn sono gli apporti termici totali, somma dei contributi al riscaldamento interni e solari [kWh];

QH,tr lo scambio termico per trasmissione nel caso di riscaldamento [kWh];

QH,ve lo scambio termico per ventilazione nel caso di riscaldamento [kWh];

Qint

sono gli apporti termici interni [kWh];

Qsol sono gli apporti termici solari [kWh];

H,gn il fattore di utilizzazione degli apporti termici, ovvero la misura di quanto questi incidono sul

resto del fabbisogno.

QH,nd = QH,ht - H,gnx Qgn

QH,nd = (QH,tr+ QH,ve) - H,gnx (Qint+ Qsol)

FABBISOGNO DI ENERGIA TERMICA PER RISCALDAMENTO

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CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI NEL CASO DI RISCALDAMENTO

Per ciascun mese del periodo di riscaldamento, gli scambi termici per il riscaldamento si calcolano:



Dove:

Htr,adj il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona considerata, correttoper tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno [W/K];

Hve,adj il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto

per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno [W/K];

int,set,H la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento della zona considerata pari a 20 C

secondo lanorma UNI/TS 11300-1;

e la temperatura media mensile dellambiente esterno, ricavata dalla norma UNI 10349

Prospetto VI[C];

Fr,k il fattore di forma tra il componente edilizio k-esimo e la volta celeste; r,mn,k lextraflusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal componente

edilizio k-esimo, mediato sul tempo;

t la durata del mese considerato.

QH,tr= Htr,adj x (int,set,He) x t + (kFr,kr,mn,k) x t

QH,ve = Hve,adj x (int,set,He) x t

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Scambio termico per trasmissione

La trasmissione di calore da una zona termica avviene: verso larea esterna, verso il terreno, verso altre zone

climatizzate e non. Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione si ricava come:



Dove:

HD il coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso lambiente esterno [W/K];

Hg il coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno [W/K];

HU il coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati

[W/K];

HA il coefficiente di scambio termico per trasmissione verso altre zone (interne o meno

alledificio) climatizzate a temperatura diversa [W/K].

Htr,adj = HD+Hg+HU+HA

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HD- Scambio termico diretto per trasmissione verso lambiente esterno



Dove:

Ac,k larea del componente opaco [m2];

Uc+pt,k la trasmittanza del componente opaco, maggiorata per la presenza di eventuali ponti termici

[W/m2K].

Per edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni pi precise, per

alcune tipologie edilizie, lo scambio termico attraverso i ponti termici pu essere determinato

forfetariamente secondo quanto indicato nelProspetto 4 della norma UNI/TS 11300-1.

Nello specifico per la presenza di ponti termici, si applica una maggiorazione del 5% relativo a Parete

omogenea in mattoni pieni o in pietra (senza isolante) .

HD,o =kAc,kUc+pt,k

Superfici opache

Tabella 2:Maggiorazioni percentuali relative alla presenza dei ponti termici [%] Prospetto 4 dell UNI/TS 11300-1.

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HD,o =kAc,kUc+pt,k

Superfici opache

ELEMENTI Ac,k[m2] Uc+pt,k[W/m

2K] HD,oi[W/K]

Muratura in mattoni pieni s=30cm

Parete Nord -Par 1/N 19,45 1,65 32,09

Parete Est -Par 1/E 21,6 1,65 35,64

Parete Sud-Par 1/S 22 1,65 36,30

Muratura in mattoni pieni s=30cm 104,03Parete in Cemento Armato

Parete Est -Par 2/E 7,8 2,7 21,06

Parete Sud-Par 2/S 2,4 2,7 6,48

Parete in Cemento Armato 27,54

Cassonetti h=30cm

Parete Nord -Ser 1/N 0,42 6,3 2,65


Parete Est -Ser 3/E 0,21 6,3 1,32Parete Est -Ser 3/E 0,21 6,3 1,32

Parete Sud -Ser 1/S 0,42 6,3 2,65

Parete Sud -Ser 1/S 0,42 6,3 2,65

Cassonetti h=30cm 13,23

HD,o[W/K] 144,80

Tabella 3:scambio termico diretto per trasmissione verso lambiente esterno pareti opache

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Ponti termici uso delle dimensioni esterne



Figura 2:Edificio che mostra la posizione e le tipologie di ponti termici che si

verificano di frequente in un edificio in accordo con lo schema riportato nel

Prospetto 2 dellUNI EN ISO 14683.

Figura 3:Dettaglio del ponte termico tipo angolo con

strato isolante principale nella parte intermedia. Prospetto

2 dellUNI EN ISO 14683.

Caso parete/parete: U=1,57 W/m2K

A= 72,2 m2

Ux A= 73,77 W/K

e= 0,10 W/mKle= 12 m

ex le= 1,2

L(parete/parete) = 73,77 + 1,2= 74,97 W/K

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Dove:

Aw,p,k larea del componente trasparente [m2];

Uf,k la trasmittanza del componente trasparente [W/m2K]

HD,f=kAw,p,kUf,k

Superfici Trasparenti

ELEMENTI Aw,p,k[m2] Uf,k[W/m2K] HD,fi[W/K]

Finestre e porte finestre



Parete Est -Ser 3/E 0,84 3,25 2,73

Parete Est -Ser 3/E 0,84 3,25 2,73

Parete Sud -Ser 1/S 2,94 3,25 9,56

Parete Sud -Ser 1/S 2,94 3,25 9,56

Finestre e porte finestre 20,48

HD,f[W/K] 20,48

Il valore complessivo diHD= 165,28 W/K

Tabella 4:scambio termico diretto per trasmissione verso lambiente esterno pareti trasparenti

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Hg- Scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno



Dove:

A larea dellelemento[m2];

Uf la trasmittanza termica della parte sospesa del pavimento (tra lambiente interno e lo spazio

sottopavimento) [W/m

2

K]; btr,g dato dalProspetto 6 della norma UNI/TS 11300-1.

Hg = A x Ufx btr,g

Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni pi precise, il

coefficiente di accoppiamento termico in regime stazionario tra gli ambienti interno ed esterno dato:

Nel caso specifico lo scambio termico verso il terreno Hg= 0 W/K.

Tabella 5:Fattore di correzione btr,g Prospetto 6 della norma UNI/TS 11300-1

CA

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HU- Scambio termico stazionario per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati



Dove:

Hiu il coefficiente globale di scambio termico tra lambiente climatizzato e lambiente non

climatizzato;

btr,x per edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comumque di informazioni pi

precise, i valori del fattore btr,x si possono assumere dal Prospetto 5 della norma UNI/TS

11300-1.

HU = Hiux btr,x

Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione HU, tra il volume climatizzato e gli ambienti

esterni attraverso gli ambienti non climatizzati dato:

Hiu = Aiux Us,iu

Dove:

Aiu larea del componente edilizio sullambiente non climatizzato [m2];

Us,iu la trasmittanza termica del componente edilizio sullambiente non climatizzato [W/m2K].

ELEMENTI Aiu [m2] Us,iu [W/m2K] Hiu [W/K] btr,x HU[W/K]

Muratura in mattoni pieni s=30cm

Parete Ovest -Par 1/O 9,15 1,57 14,37 0,4 5,75

Muratura in mattoni pieni s=30cm 5,75

Parete in Cemento Armato

Parete Ovest -Par 2/O 12 2,58 30,96 0,4 12,38


Portone esterno

Portone esterno Ovest- Port/O 2,1 1,195 2,51 0,4 1,00

Portone esterno 1,00

Hu [W/K] 19,13

Tabella 6:Scambio termico stazionario per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati


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HA - Scambio termico per trasmissione verso altre zone climatizzate (interne o meno alledificio) a

temperatura diversa



Il coefficiente nel caso in oggetto risulta nullo in quanto non sono presenti nelledificio e nelle adiacenti zonetermiche climatizzate a temperatura diversa.

Per cui il valore diHA= 0 W/K.

Htr,adj[W/K] HD[W/K] Hg[W/K] HU[W/K] HA[W/K]

184,4 165,27 / 19,13 /

La Tabella 4 mostra i coefficienti di scambio termico per trasmissione, determinati secondo le normeUNI/TS

11300-1.

Tabella 7:coefficienti di scambio termico per trasmissione

Confronto con il metodo semplificato:

Ht= 177,51 W/K


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Scambio termico per ventilazione



La normativa prevede dei ricambi daria dipendenti dalloccupazione dei locali e dalla loro destinazione

duso in maniera tale da garantire unadeguata qualit dellaria. Il coefficiente globale di scambio termicoper ventilazione si ricava come:

Nel caso di aerazione o ventilazione naturale:

- per gli edifici residenziali si assume un tasso di ricambio d'aria pari a 0,3 vol/h;.

Hve,adj= acax (kbve,k qve,k,mn)

Dove:

aca la capacit termica volumica dellaria, pari a 1200 [J/m3K];

qve,k,mn la portata mediata sul tempo del flusso daria k-esimo [m3/h];

bve,k il fattore di correzione della temperatura per il flusso daria k-esimo, pari a 1. bve,k1 se latemperatura di mandata non uguale alla temperatura dellambiente esterno, come nel caso

di pre-riscaldamento, pre-raffrescamento o di recupero termico dellaria di ventilazione.

La portata mediata sul tempo di flusso daria k-esimo, qve,k,mn, espressa in [m3/h], si ricava come:

qve,k,mn= fve,t,k x qve,k

Dove:

fve,t,k

la frazione di tempo in cui si verifica il flusso daria k-esimo, nel caso di studio, per una

situazione permanente pari a 1;

qve,k la portata sul tempo del flusso daria k-esimo [m3/h];

qve,k= n x Vnetto

Vnetto= 70% Vlordo


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Scambio termico per ventilazione



Il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione si ricava come:

Hve,adj= acax (kbve,k qve,k,mn) =1200 J/m3K x 1 X 51,66 m3/h = 61992 J/Kh

La portata mediata sul tempo di flusso daria k-esimo, qve,k,mn, espressa in [m3/h], si ricava come:

qve,k,mn= fve,t,k x qve,k = 1 x 51,66 = 51,66m3/h

La portata sul tempo del flusso daria k-esimo [m3/h];

qve,k= 0,3 x Vnetto= 51,66m3/h

VOLUME LORDO [m3] 246

VOLUME NETTO [m3] 172,2

n [vol/h] 0,3

Conversione 1 J = 1/(3600) WhHve,adj= 17,22 W/K


HV= 17,56 W/K

Tabella 8:Tabella dei volumi


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Extra flusso termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste



Il fattore di forma tra un componente edilizio e la volta celeste vale:

Lextra flusso termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste definito secondo UNITS/11300-1

come:kFr,kr,mn,k

Fr,k= Fsh,ob, dif(1+cos S)/2

Dove:

Fsh,ob, dif il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo alla sola radiazione diffusa, pari a 1 in

assenza di ombreggiature da elementi esterni; S langolo di inclinazione del componente sullorizzonte.

S=0 per coperture orizzontali, S=90 per pareti verticali.

Frk Fsh,ob,diff S

0,5 1 90Tabella 9:Fattore di forma tra componente edilizio e volta celeste


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Dove:

Rse la resistenza termica superficiale esterna del componente, pari a 0,04 [m2K/W],

determinata secondo laUNI EN 6946; Uc,k la trasmittanza termica del componente, [W/m

2K];

Ac,k la superficie di scambio del componente edilizio k-esimo [m2];

hr il coefficiente di scambio termico esterno per irraggiamento [W/m2K];

hr= 5

doverappresenta lemissivit per irraggiamento termico di una superficie esterna;

Per= 0,9 hr= 4,5 W/m2K per materiali da costruzioni;

Per= 0,837 hr=4,185 W/m2K per i vetri;

er la differenza tra la temperatura dellaria esterna e la temperatura apparente del cielo [K],

pari a 11 K secondo lanorma UNI/TS 11300-1.

Lextra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste del componente edilizio k-

esimo, mediato sul tempo, dato:

r,mn,k= Rsex Uc,kx Ac,kx hrxer


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Lextra flusso termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste :

ELEMENTO Rse[m2K/W] Uc,k[W/m

2K] Ac,k[m2] hr[W/m

2K] er [K] r,mn,k[W] Frk*r,mn,k[W]

MURATURA IN

MATTONI PIENI

Par 1/N 0,04 1,65 19,45 4,5 11 63,54 31,77

Par 1/E 0,04 1,65 21,6 4,5 11 70,57 35,28

Par 1/S 0,04 1,65 22 4,5 11 71,87 35,94

PARETE IN C. A. Par 2/E 0,04 2,71 7,8 4,5 11 41,85 20,93

Par 2/S 0,04 2,71 2,4 4,5 11 12,88 6,44

CASSONETTI

Ser 1/N 0,04 6,3 0,42 4,5 11 5,24 2,62

Ser 2/N 0,04 6,3 0,42 4,5 11 5,24 2,62

Ser 3/E 0,04 6,3 0,21 4,5 11 2,62 1,31Ser 3/E 0,04 6,3 0,21 4,5 11 2,62 1,31

Ser 1/S 0,04 6,3 0,42 4,5 11 5,24 2,62

Ser 1/S 0,04 6,3 0,42 4,5 11 5,24 2,62

TELAIO

SERRAMENTI

Ser 1/N 0,04 2,1 0,6 4,5 11 2,49 1,25

Ser 2/N 0,04 2,1 0,34 4,5 11 1,41 0,71

Ser 3/E 0,04 2,1 0,17 4,5 11 0,71 0,35

Ser 3/E 0,04 2,1 0,17 4,5 11 0,71 0,35

Ser 1/S 0,04 2,1 0,6 4,5 11 2,49 1,25

Ser 1/S 0,04 2,1 0,6 4,5 11 2,49 1,25

VETRI

SERRAMENTI

Ser 1/N 0,04 3,25 2,34 4,185 11 14,00 7,00

Ser 2/N 0,04 3,25 1,34 4,185 11 8,02 4,01

Ser 3/E 0,04 3,25 0,67 4,185 11 4,01 2,00

Ser 3/E 0,04 3,25 0,67 4,185 11 4,01 2,00

Ser 1/S 0,04 3,25 2,34 4,185 11 14,00 7,00

Ser 1/S 0,04 3,25 2,34 4,185 11 14,00 7,00

TOTALE 177,64

Tabella 10:Extra flusso termico per radiazioni infrarossa verso la volta celeste


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Calcolo degli scambi termici nel caso di riscaldamento

In Tabella 11 sono riportati i valori degli scambi per trasmissione e ventilazione e i valori di temperatura

media esterna, per i mesi del periodo termico.



GEN FEB MAR DIC

Htr,adj[W/K] 184,41 184,41 184,41 184,41

Hve,adj[W/K] 17,22 17,22 17,22 17,22

kFr,k r,mn,k 177,64 177,64 177,64 177,64

int,set,H[C] 20 20 20 20

e [C] 11,1 11,5 12,8 12,7

t [h] 744 672 744 744

Qh,tr [kWh] 1353,25 1172,72 1120,01 1133,73

Qh,ve[kWh] 114,02 98,36 92,24 93,53

QH,ht[kWh] 1467,28 1271,08 1212,26 1227,26

Tabella 11:Scambi termici per trasmissione e ventilazione, temperatura media esterna.


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CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI

Gli apporti di calore sono distinguibili fra interni,dipendenti dal metabolismo degli occupanti, dal calore

dovuto alle apparecchiature elettriche presenti e allilluminazione, e solari, derivanti dallirraggiamento

medio della localit interessata, dallorientamento della superficie, dagli ombreggiamenti, dalle

caratteristiche di assorbimento delle superfici ecc.

Per ogni zona delledificio e per ogni mese, gli apporti termici si calcolano con le seguenti formule:

Qint = {k int,mn,k} x t + {l(1 btr,l) int,mn,u,l} x t [kWh]

Qsol= {k sol,mn,k} x t + {l(1 btr,l)sol,mn,u,l} x t [kWh]

Dove:

btr,l il fattore di riduzione per lambiente non climatizzato avente la sorgente di calore interna l-

esima oppure il flusso termico l-esimo di origine solare;

int,mn,k il flusso termico prodotto dalla k-esima sorgente di calore interna, mediato sul tempo [W];

int,mn,u,l il flusso termico prodotto dalla l-esima sorgente di calore interna nellambiente non

climatizzato adiacente u, mediato sul tempo [W]; sol,mn,k il flusso termico k-esimo di origine solare, mediato sul tempo [W];

sol,mn,u,l il flusso termico l-esimo di origine solare nellambiente non climatizzato adiacente u,

mediato sul tempo [W].


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Flusso termico prodotto da sorgenti interne di calore

Per gli edifici di categoria E.1 (1) e E.1 (2) (abitazioni), aventi superficie utile di pavimentoAfminore o uguale

a 170 m2, il valore globale degli apporti interni, espresso in W, ricavato come:

int,mn,k = 5,294 x Af 0,01557 x Af2 = 294,95 [W]

Af la superficie utile calpestabile climatizzata pari a 70 m2

GEN FEB MAR DIC TOTALE

int,mn,k 294,29 294,29 294,29 294,29

854,61

t [h] 744 672 744 744

Qint[kWh] 218,95 197,76 218,95 218,95

Tabella 12:Apporti termici interni, in funzione del periodo di riscaldamento.


Qi= 813,12 kWh


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Flusso termico di origine solare

Il flusso termico k-esimo di origine solare, sol,kespresso in [MJ] si calcola con la seguente formula:

sol,k = Fsh,ob,kx Asol,kx Isol,k [MJ]

Dove:

Fsh,ob,k il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per larea di captazione

solare effettiva della superficie k-esima:

Fsh,ob,k= Fhorx Fovx Ffin

dove:

Fhor il fattore di ombreggiamento relativo ad ostruzioni esterne;

Fov il fattore di ombreggiamento relativo ad aggetti orizzontali;

Ffin il fattore di ombreggiamento relativo ad aggetti verticali;

Asol,k larea di captazione solare effettiva della superficie k-esima, con dato orientamento e angolodinclinazione sul piano orizzontale, nella zona o ambiente considerato [m2];

Isol,k lirradianza solare media mensile, sulla superficie k-esima, con dato orientamento e angolo

di inclinazione sul piano orizzontale [W/m2].


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Fattore di riduzione per ombreggiatura

Il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per larea di captazione solare

effettiva della superficie k-esima:


I valori dei fattori di ombreggiatura dipendono dalla latitudine, dall'orientamento dell'elemento

ombreggiato, dal clima, dal periodo considerato e dalle caratteristiche geometriche degli elementi

ombreggianti. Tali caratteristiche sono descritte da un parametro angolare, come evidenziato nelle figure

6 e 7. I tre fattori di ombreggiatura sono calcolati mediante interpolazione lineare dei dati tabellati nell

Appendice D della norma UNI/TS 11300-1.

Figura 4: Angolo dellorizzonte ombreggiato da

unostruzione esternaUNI/TS 11300-1.

Figura 5: Aggetto orizzontale a) e verticale b)UNI/TS 11300-1.


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Fattore di riduzione per ombreggiatura

Il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per larea di captazione solare

effettiva della superficie k-esima:


Orientamento N GEN FEB MAR DIC

Fhor =0 1 1 1 1

Fov =42 0,74 0,74 0,74 0,74

Ffin =25 0,9 0,9 0,9 0,9

Fsh,ob,k 0,67 0,67 0,67 0,67

Orientamento E GEN FEB MAR DIC

Fhor =30 0,45 0,46 0,52 0,44

Fov =0 1 1 1 1

Ffin =0 1 1 1 1

Fsh,ob,k 0,45 0,46 0,52 0,44

Orientamento S GEN FEB MAR DIC

Fhor =0 1 1 1 1

Fov

=42 0,8 0,76 0,66 0,81

Ffin =60 0,79 0,77 0,78 0,8

Fsh,ob,k 0,63 0,59 0,51 0,65

Orientamento S GEN FEB MAR DIC

Fhor =0 1 1 1 1

Fov

=60 0,68 0,64 0,5 0,7

Ffin =40 0,88 0,84 0,83 0,89

Fsh,ob,k 0,60 0,54 0,42 0,62

Tabella 13:Fattori di riduzione per ombreggiatura in funzione dellorientamento e del periodo di riscaldamento.


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Area di captazione solare effettiva di un componente vetrato

Gli apporti solari che giungono allinterno attraverso una vetratura dipendono, oltre dal tipo di vetro, anche

dalla struttura del componente e dallefficacia di eventuali schermature (es. tende, tapparelle). La norma

richiede il calcolo di una superficie equivalente chiamata area di captazione solare effettiva Asol, calcolata

come:

Asol,= Fsh,glggl(1-FF) Aw,p [m2]

Dove:

Fsh,gl il fattore di riduzione degli apporti solari relativo allutilizzo di schermature mobili (es.

tende). Per facilitare i calcoli si assume tale fattore pari a 1;

ggl la trasmittanza di energia solare totale della finestra quando la schermatura solare non

utilizzata, definitadall UNI/TS 11300-1;

ggl= Fwx ggl,n

dove:

Fw il fattore di esposizione, pari a 0,9;

ggl,n la trasmittanza di energia solare totale per incidenza normale, definita dalProspetto 13 dell UNI/TS 11330-1;

FF la frazione di area relativa al telaio, rapporto tra larea proiettata del telaio e laria proiettata

totale del componente finestrato, secondo la norma UNI/TS 11300-1, il valore (1- F F) pari a

0,8;

Aw,p larea proiettata totale del componente vetrato (area del vano finestra).


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Area di captazione solare effettiva di un componente vetrato

Asol,= Fsh,glggl(1-FF) Aw,p [m2]

ggl= Fwx ggl,nFw= 0,9

Elemento Fsh,gl ggl 1-Ff Aw,p [m2] Asol[m

2]

Ser 1/N 1 0,675 0,8 2,94 1,59

Ser 2/N 1 0,675 0,8 1,68 0,91

Ser 3/E 1 0,675 0,8 0,84 0,45

Ser 3/E 1 0,675 0,8 0,84 0,45

Ser 1/S 1 0,675 0,8 2,94 1,59

Ser 1/S 1 0,675 0,8 2,94 1,59

Tabella 14:Trasmittanza di energia solare totale g gl,ndi alcuni tipi di vetro Prospetto 13 dell UNI/TS 11300-1.

Tabella 15:Area di captazione solare effettiva di un componente vetrato.


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Area di captazione solare effettiva di una parete opaca

Larea di captazione solare effettiva della parete opaca dellinvolucro edilizio Asol dipende dal colore del

componente:

Asol,= asol,c Rse UcAc [m2]

Dove:

asol,c il fattore di assorbimento solare del componente opaco, pari a 0,6 per superfici di colore

medio secondo la normaUNI/TS 11300-1;

Rse la resistenza termica superficiale esterna del componente opaco, pari a 0,04 [m2K/W],

determinato secondo laUNI/TS 11300-1;

Uc la trasmittanza termica del componente opaco [W/m2K];

Ac larea proiettata del componente opaco.


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Area di captazione solare effettiva di una parete opaca

ELEMENTI Ac[m2] Uc[W/m

2K] Asol[m2]

Muratura in mattoni pieni s=30cmParete Nord -Par 1/N 19,45 1,57 0,73

Parete Est -Par 1/E 21,6 1,57 0,81

Parete Sud-Par 1/S 22 1,57 0,83

Muratura in mattoni pieni s=30cm 2,38

Parete in Cemento Armato

Parete Est -Par 2/E 7,8 2,58 0,48

Parete Sud-Par 2/S 2,4 2,58 0,15


Cassonetti h=30cmParete Nord -Ser 1/N 0,42 6 0,06

Parete Nord -Ser 2/N 0,42 6 0,06

Parete Est -Ser 3/E 0,21 6 0,03

Parete Est -Ser 3/E 0,21 6 0,03

Parete Sud -Ser 1/S 0,42 6 0,06

Parete Sud -Ser 1/S 0,42 6 0,06

Cassonetti h=30cm 0,30

Tabella 16:Area di captazione solare effettiva della componente opaca.

Isol,k [MJ/m2]

GEN FEB MAR DIC

N 2,4 3,2 4,3 2,2

E 5,7 8,4 10,1 5,2

S 11,4 14 12,4 10,7

Tabella 17:Irradianza solare media mensile, sulla superficie k-esima, con dato orientamento..


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Flusso termico di origine solare

Tabella 18:Flusso termico di origine solare delle superfici vetrate.

sol,mn,k [MJ] GEN FEB MAR DICN 2,54 3,38 4,55 2,33

N 2,18 2,90 3,90 2,00

E 1,16 1,75 2,38 1,04

E 1,16 1,75 2,38 1,04

S 11,44 13,01 10,13 11,01

S 10,83 11,95 8,17 10,58

TOT 29,31 34,75 31,52 27,99

sol,mn,k [MJ] GEN FEB MAR DIC

N 2,05 2,73 3,67 1,88

E 7,74 11,40 13,71 7,06

S 12,52 15,38 13,62 11,75

TOT 22,31 29,51 31,00 20,69

Tabella 19:Flusso termico di origine solare delle superfici opache.

Tabella 20:Calcolo degli apporti termici solari in funzione del periodo di riscaldamento.

GEN FEB MAR DIC TOTALE

sol,mn,k[MJ] 51,62 64,26 62,52 48,68

1901,85

gg 31 28 31 31

Qsol[kWh] 444,50 499,81 538,36 419,18

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FATTORE DI UTILIZZAZZIONE DEGLI APPORTI TERMICI

h Qgn[kWh] Q h,ht [kWh]

0,45 663,45 1467,270,55 697,57 1271,08

0,62 757,31 1212,25

0,52 638,13 1227,25

Cm[J/K] Af[m2]

10850000,00 155 70

[h] Cm[J/K] Htr,adj[W/K] Hve,adj[W/K]

14,95 10850000,00 184,41 17,22

aH aH,0 [h] H,0 [h]

2,00 1 14,95 15

Qh,nd [kWh] Q h,ht [kWh] h,gn Qgn[kWh]

GENNAIO 885,95 1467,27 0,88 663,45

FEBBRAIO 687,36 1271,08 0,84 697,57

MARZO 601,94 1212,25 0,81 757,31

DICEMBRE 685,74 1227,25 0,85 638,13

TOTALE 2860,99 5177,85 2756,46

Tabella 21:Calcolo dih.

Tabella 22:Calcolo della capacit termica interna della zona termica.

Tabella 23:Calcolo della costante di tempo termica della zona termica. Tabella 24:Calcolo di aH.

Tabella 25:Calcolo del fattore di utilizzazione degli apporti termici e del fabbisogno di energia termica per il riscaldamento.


Qh,nd= 2804,09 kWh


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Rendimento medio stagionale dellimpianto di riscaldamento

RENDIMENTO MEDIO STAGIONALE DELLIMPIANTO DI RISCALDAMENTO

Il rendimento medio stagionale dellimpianto termio il rapporto tra il fabbisogno di energia termica per il

riscaldamento invernale e lenergia sviluppata dalle fonti energetiche. La norma D.M. 26/06/2009 Lineeguida nazionali per la certificazione degli edifici prevede che a partire dalle prestazioni dellinvolucro

edilizio si calcoli mediantela norma UNI/TS 11300-2la prestazione del sistema edilizio-impianti in relazione

allo specifico impianto termico installato.

La prestazione energetica delledificio misurata tramite il rendimento medio stagionale dellimpianto di

riscaldamento:

g= QH,nd/Qp,H

Dove:

QH,nd il fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento;

Qp,H il fabbisogno globale di energia primaria per riscaldamento, da determinare [kWh].


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Fabbisogno globale di energia primaria

Il fabbisogno globale di energia primaria dato:

Qp,H= Qgn,IN+ Qaux,p

Dove:

Qgn,IN il fabbisogno di generazione [kWh];

Qaux,p il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli impianti di riscaldamento [kWh].


Il fabbisogno di generazione definito secondo la seguente relazione:

Qgn,IN= QH,nd+Ql,e+Ql,c+Ql,d+Ql,gn

Dove:

Ql,e sono le perdite totali di emissione [kWh]; Ql,c sono le perdite totali di regolazione [kWh];

Ql,d sono le perdite totali di distribuzione [kWh];

Ql,gn sono le perdite totali di generazione [kWh].


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Sottosistema di emissione

I sistemi di emissione dellenergia termica sviluppata dal generatore possono essere diversi, ognuno con un

rendimento diverso a seconda della tipologia.

Il contributo delle perdite di emissione Ql,e calcolato sulla base del rendimento di emissionee:

Ql,e= QH,ndx (1- e)/e

Dove:

e il rendimento di emissione.


Nel caso in questione, con altezze inferiori a 4 m, il rendimento pu essere ricavato per via tabellare, secondo

il Prospetto 17 della norma UNI/TS 11300-2, di cui si riporta un estratto in Tabella.

Per sopperrire alle perdite di emissione, il sistema deve soddisfare un fabbisogno di emissione totale:

Qe,IN= QH,nd+Ql,e

Qh,nd [kWh] 2861

e 0,95

Ql,e [kWh] 150,58

Qe,IN [kWh] 3011,58

Tabella 26:Rendimenti di emissione in locali di altezza minore di 4 mProspetto 17 dell UNI/TS 11300-2.

Tabella 27:Rendimento e fabbisogno di emissione


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Sottosistema di regolazione

Il rendimento di regolazione un parametro che esprime la deviazione tra la quantit di energia richiesta in

condizioni reali rispetto a quelle ideali.

Le perdite totali di regolazione Ql,csi calcolano come:

Ql,c= Qe,INx (1- c)/c

Dove:

c il rendimento di regolazione, calcolato secondo ilProspetto 20 della UNI/TS 11300-2.


Nellappartamento in questione presenta una regolazione solo zona con regolatore di tipo on-off,corrispondente ad un rendimento di regolazione di 0,93, ricavato secondo il Prospetto 20 della norma

UNI/TS 11300-2.

Il fabbisogno di regolazione e costituito dal fabbisogno di emissione sommato alle perdite di regolazione:

Qc,IN= Qe,IN +Ql,c

Qe,IN [kWh] 3011,58

c 0,93

Ql,c [kWh] 226,68

Qc,IN [kWh] 3238

Tabella 28:Rendimento e fabbisogno di regolazione


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Sottosistema di distribuzione

Le perdite di regolazione Ql,dvengono calcolate sulla base del rendimento di distribuzionedapplicato al

fabbisogno di regolazione Qc,IN secondo la formula:

Ql,d= Qc,INx (1-d)/dDove:

d il rendimento di distribuzione, calcolato secondo ilProspetto 21 della UNI/TS 11300-2,che

riporta diverse tipologie di distribuzione.


Il fabbisogno di distribuzione costituito dal fabbisogno di regolazione sommato alle perdite di distribuzione:Qd,IN= Qc,IN +Ql,d

Qc,IN [kWh] 3238

d 0,98

Ql,d [kWh] 66,08

Qd,IN [kWh] 3304

Tabella 30:Rendimento e fabbisogno di distribuzione

Tabella 29:Rendimento di distribuzione Prospetto 21 dell UNI/TS 11300-2.


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Sottosistema di generazione

Le perdite di generazione tengono conto delle caratteristiche del generatore e delle sue modalit di utilizzo,

si calcolano con la seguente formula:

Ql,gn= Qd,INx (1- gn)/gn

Dove:

gn il rendimento di generazione distribuzione, calcolato secondo ilProspetti 23 della UNI/TS

11300-2.


Il fabbisogno di generazione costituito dal fabbisogno di distribuzione sommato alle perdite di generazione:

Qgn,IN= Qd,IN +Ql,gn

Qd,IN [kWh] 3304

gn 0,69

Ql,gn [kWh] 1485

Qgn,IN [kWh] 4789

Tabella 32:Rendimento e fabbisogno di generazione

Tabella 31:Rendimento di generazione Prospetto 23 dell UNI/TS 11300-2.


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Fabbisogno degli ausiliari

Il fabbisogno di energia elettrica di un impianto di riscaldamento QH,aux[(kWh)el] determinato:

QH,aux= Waux,tx tgn

Dove:

Waux,t il valore della potenza totale degli ausiliari, espresso in [W];

tgn il tempo di funzionamento del generatore, espresso in [h].


Il valore della potenza totale degli ausiliari definita:

Waux,t= Waux,pn+Wgn,PO,pr

Dove:

Wgn,PO,pr il valore della potenza della pompa primaria, espresso in [W];

Waux,pn il valore della potenza degli ausiliari del generatore a bordo della caldaia, espresso in [W].

In assenza di valori dichiarati dal fabbricante, la potenza degli ausiliari del generatore a bordo della caldaia

pu ricavarsi come:

Waux,pn= G + H xPnn

Dove:

G, H, n sono i parametri ricavabili dallAppendice B dell UNI/TS 11300-2;

Pn la potenza termica utile nominal del generatore, espressa in [W], secondo dati di targa.


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Fabbisogno degli ausiliari


G H n Pn[W] Waux,Pn[W]

40 0,148 1 18,8 42,78

Waux,Pn[W] Wgn,PO,pr[W] Waux,t[W]

42,78 180 222,78

Qd,IN [kWh] tgn[h] gn,avg[kW]

3304 2904 1,14

gn,avg[kW] Pn[W] FC u

1,14 18,8 0,06

Waux,t[W] tgn[h] FC u QH,aux[kWh]el

222,78 2904 0,06 39,15

QH,aux[kWh]el p,el Qaux,p [kWh]

39,15 0,46 85,11

Qgn,IN[kWh] Qaux,p [kWh] Q p,H[kWh]

4789 85,11 4874,11

QH,nd [kWh] Q p,H[kWh] g

2860,99 4874,11 0,59

Tabella 33: Calcolo della potenza degli ausiliari del generatore a bordo della caldaia

Tabella 34: Calcolo della potenza totale degli ausiliari

Tabella 35: Calcolo della potenza media richiesta

Tabella 36: Calcolo del Fattore di carico medio del

generatore FC

Tabella 37: Calcolo del fabbisogno totale di energia elettrica

Tabella 38: Calcolo del fabbisogno di energia elettrica per ausiliari

degli impianti di riscaldamento

Tabella 39: Calcolo del fabbisogno totale di

energia primaria

Tabella 40: Calcolo del rendimento medio stagionale.


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