Definizioni delle zone climatiche estive e della durata ... · Obiettivo: Determinazione della...
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Definizioni delle zone climatiche estive e della durata della stagione di climatizzazione estiva per gli edifici residenziali nel territorio italiano attraverso la metodologia dell’indice di severità climatica ENEA L. Terrinoni, P. Signoretti, D. Iatauro Report RdS/PAR2013/129 Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile MINISTERO DELLO SVILUPPO ECONOMICO
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Definizioni delle zone climatiche estive e
della durata della stagione di climatizzazione estiva per gli edifici
residenziali nel territorio italiano attraverso la metodologia dell’indice di
severità climatica ENEA
L. Terrinoni, P. Signoretti, D. Iatauro
Report RdS/PAR2013/129
Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile MINISTERO DELLO SVILUPPO ECONOMICO
DEFINIZIONE DELLE ZONE CLIMATICHE ESTIVE E DELLA DURATA DELLA STAGIONE DICLIMATIZZAZIONE ESTIVA PER GLI EDIFICI RESIDENZIALI NEL TERRITORIO ITALIANO ATTRAVERSO LA METODOLOGIA DI SEVERITÀ CLIMATICA ENEA L. Terrinoni, P. Signoretti, D. Iatauro (ENEA) Settembre 2014
Report Ricerca di Sistema Elettrico Accordo di Programma Ministero dello Sviluppo Economico - ENEA Piano Annuale di Realizzazione 2013 Area: Razionalizzazione e risparmio nell’uso di energia elettrica Progetto: Sviluppo di modelli per la realizzazione di interventi di efficienza energetica sul patrimonio immobiliare pubblico Obiettivo: Determinazione della durata della stagione di climatizzazione estiva per gli edifici residenziali per le zone climatiche estive definite attraverso la metodologia dell’indice di severità climatica Responsabile del Progetto: arch. Gaetano Fasano, ENEA
Indice
1 SommSOMMARIO .
1 INTRODUZ
2 RICHIAM
2.1 I P2.2 IL
3 IMPIEGTERRITORIO.
3.1 LA3.2 U3.3 N3.4 LA3.5 LA3.6 LA
4 LA DUR
4.1 DE
4.2 IL
4.3 IL
4.3.1
4.3.2
4.4 EN4.5 RE
4.5.1
4.5.2
4.5.3 dei tem4.5.4
4.5.5 4.5.6
5 CONCLU
6 APPEND
6.1 ST
6.2 C
7 APPEND
7.1 CO
8 RIFERIM
mario ......................
IONE .............
MI SULL'INDIC
PARAMETRI DEL MVETTORE CLIMAT
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A SCELTA DEL NUNA NUOVA PROPUOVA DETERMIN
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Applicazione
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SECONDO LE NUOCO SECONDO LE
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CO CORRENTE V
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.
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......................
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......................
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......................
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................. 10
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................. 36
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................. 46
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terminazione ................. 55................. 61
................. 62
. ................ 64
................. 67
................. 68
................. 68
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................. 75
................. 75
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4
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6
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9
9 0 6 3 8 2
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6
7
9
4
5 6 6
9
5
2 4
7
8
8
3
5
5
9
4
Sommario Il lavoro presentato in questo rapporto s’inserisce nell’ambito del supporto istituzionale dell’ENEA al Ministero dello Sviluppo economico per la preparazione dei decreti di attuazione della L. 90-2013 (recepimento della direttiva 2010/31/UE sull’efficienza energetica negli edifici) e, in particolare, sulle modalità di applicazione della metodologia di calcolo delle prestazioni energetiche e l’utilizzo delle fonti rinnovabili negli edifici nonché dell’applicazione di prescrizioni e requisiti minimi in materia di prestazioni energetiche degli edifici e unità immobiliari. In questo nuovo contesto è previsto il calcolo del fabbisogno energetico annuale globale per singolo servizio energetico, espresso in energia primaria. Accanto alle prescrizioni riguardanti il fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale, dovranno quindi essere considerati, per esempio, il fabbisogno per il raffrescamento estivo e per l’illuminazione artificiale. Mentre per il fabbisogno invernale è da tempo vigente una divisione in zone climatiche del territorio nazionale e la determinazione della durata del periodo annuale legale di funzionamento dell’impianto termico (DPR 412/93), per il periodo estivo, a livello normativo o legislativo, niente di tutto questo ancora esiste. Su proposta dell’ENEA, però, è stato recepito nella norma di prossima pubblicazione UNI 10349 parte 3 un nuovo parametro, l’indice di Severità Climatica, sulla base del quale è possibile una zonizzazione climatica estiva del territorio nazionale. Nel lavoro degli stessi autori svolto per la precedente annualità della Ricerca di Sistema Elettrico, è già stata riportata una proposta di zonizzazione estiva basata su tale indice. Nel presente lavoro è rivista la metodologia di zonizzazione al fine di “ponderare” la zona climatica di attribuzione di ogni singola località con la superficie abitativa media della località stessa; la nuova zonizzazione è quindi dipendente dall’intensità energetica connessa con la parte di territorio interessato. È altresì proposto un metodo, del tutto originale e ancora basato sull’Indice di Severità Climatica, per la determinazione del tempo d’inizio e fine legale della stagione di raffrescamento, in modo da completare il parallelo con il periodo invernale, che si propone di inserire nei decreti attuativi in preparazione. Parole chiave: edifici, efficienza energetica, indice di severità climatica, zone climatiche
Summary The study presented in this technical report is part of the institutional support that ENEA provides to the Ministry of Economic Development in the framework of the implementation of European Directive 2010/31/EU on energy efficiency (transposed from L.90- 2013), and about the application of new method for the evaluation of the energy demand of buildings. In this new context the energy needs for different use, expressed in primary energy, are required: heating, hot water, ventilation, cooling and lighting. While for the heating was carried out a climatic zoning of the Italian territory and were identified different periods of operation of thermal plants (DPR 412/93), no zoning and no operation limits are currently required by law for cooling. ENEA has recently proposed a zoning based on a new parameter: the Climate Severity Index, which will be implemented by the new technical standard UNI 10349 and, in the previous work (RdS 2013), the same authors, have already been given a proposal for a Italian summer zoning, based on the this index. In this work, the zoning methodology is revised in order to "link" the allocation of climate zone for each locality with the average size of dwellings: the new zoning will be therefore correlated with the energy intensity of the site considered. Furthermore, is also described an original method, still based on the Climatic Severity Index, to define of the operation time of thermal plants for the cooling season, in the different climatic zones. Keywords: buildings, energy efficiency, climatic severity index, climatic zones.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
"Bis repetita p
1 Introd La normativconcernentacqua caldaCiascuno dsull'energia Per la climainvernale unon viene ddell'involucabbiano diriscaldamen In precedengrazie alla dedifici (Indicdalle caratted è entrato Attraverso umidità speestive contrassegnati i cLo scopo ddefinite in ppossibile d“ponderare La riduzioninvernali, inqueste ultimL’uguagliandeterminarogni singolaminimi in mAnche la decaso inverregolament
placent". ARS PO
uzione
va italiana si gli usi ene
a sanitaria e, i questi indi, per unità d
atizzazione dna durata un
definita ma rro edilizio. Piversa duratnto, o viceve
nti lavori, l’Edefinizione dce di Severiteristiche climo a far parte
il modulo decifica del sitraddistinte dcomuni italiael presente
precedenza, urata della
e” ogni singo
e delle classn quanto è stme a cinque,za del nume una matrica località del
materia di preefinizione di nale, e pu
tazione della
OETICA, Orazio (
sulla certificaergetici per l
nel settore ici viene vali superficie o
degli edifici, inica per ciasisulta variab
Può risultare ta della sta
ersa se colloc
ENEA ha prodi un nuovo tà Climatica),matiche del s
della nuova
del vettore co), da cui taldalle lettere ani.
lavoro è qupassando dastagione di
la località co
si viene protato intrapre con la fusioero delle cce climatica, territorio na
estazioni eneuna durata d
uò quindi f climatizzazi
(65 a.c - 8 a.c)
azione energa climatizzanon residenzutato secon
o di volume,
il metodo di cuna zona cile con le carquindi che d
agione di rcati in due lo
oposto la zoindicatore si, pressoché sito. Tale ind Norma UNI
climatico (fue indice dipeda A a G in
uello di rimoa sette (da Ai raffrescam
on la sua inte
posta per reeso, dal Minisne tra la zonlassi inverna di dimensioazionale, utilergetiche degdella stagionfornire al lone estiva.
getica degli azione invernziale, l'illumi
ndo una menecessaria a
calcolo deglimatica, meratteristichedue edifici draffrescamenocalità con ca
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unzione dellaende, è stata ordine cres
odulare il nuA a G) a cinqumento. La riensità energe
endere omostero per lo
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edifici prevnale, la climnazione artiftodologia sta soddisfare
li indici di prentre per la s climatiche eifferenti collnto ma mearatteristiche
del territorio’intensità ente dalle caratecepito dal Ce 3 di prossim
a temperatua possibile descente di sev
umero delleue (da A a E) modulazioneetica.
ogeneo il nuSviluppo EcoA e la zonainelle estive cper cinque, dttenere un e
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ede il calcolatizzazione ficiale. tandard, e foil corrispond
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edesima due climatiche
o italiano in nergetica pertteristiche deCTI (Comitatoma pubblicaz
ura, della irrefinire sette verità climat
classi climae di definire
e sarà effet
mero delle onomico, un nvernale B. consentirà, ni accoppiam
equilibrio est
nella direzione strumento
lo di una seestiva, la pr
fornisce unadente uso en
ndividua perraffrescamenensionali e tstessa localitrata della diverse.
zone climatr la climatizzell’edificio eo Termotecnzione.
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tica, alle qua
atiche estivee per ciascunttuata anche
classi estivepercorso vo
nel prossimomento estate-tate-inverno
ne di quanto o di suppo
erie di indiciroduzione di
indicazionenergetico.
r la stagionento la duratatermofisicheà geograficastagione di
tiche estive,zazione degli dipendente
nico Italiano)
olare e dell'si climatiche
ali sono stati
e, così comena classe unae al fine di
e con quelleolto a ridurre
o futuro, di-inverno perdei requisiti
previsto dalorto per la
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e
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6
2 Richiami sull'Indice di Severità Climatica 2.1 I parametri del modello Nei reports precedenti1 [1,2,3,4], si era visto che per un qualsiasi sistema edificio-impianto esiste una funzione ET delle variabili climatiche dell'ambiente esterno che esprime, fisicamente, l'energia necessaria per la climatizzazione dell'edificio di volume V in un intervallo di tempo T:
( ) ( ) ( ), ,Tref ref ref
Ef X X
VT = Θ − Θ − ϒ − ϒ = E
Le variabili Θ, Χ eΥrappresentano, rispettivamente, le temperature, le umidità specifiche e l'irradiazione globale sul piano orizzontale medie nel periodo T (caratteristiche climatiche del sito), mentre Θref, Χref e ref sono valori di riferimento per le stesse variabili.
1e
T
dtT
θΘ =
1e
T
x dtT
=Χ
0
1
T
I dtT
=ϒ
La funzione sopra definita sarà, in generale, non lineare nelle variabili indipendenti poiché tali variabili possono presentare effetti di accoppiamento che si riflettono sui valori assunti da ET.
Sviluppando la funzione in serie di potenze di Taylor intorno a un valore qualsiasi appartenente al dominio delle variabili e arrestando lo sviluppo al primo ordine delle derivate si ha:
[ ]Tref
EX X
VT= Θ+ + − Θ+ +ϒ ϒE= A B C A B C
Nei lavori precedenti è stato illustrato il significato fisico dei coefficienti A, B, C:
0
ˆ
eqeq p
R
MSU nc
V V
nr
S
V
ρ δ
ρ
= + ±
=
=
A
B
C
La struttura dell’espressione di E ha suggerito di esprimere la funzione sotto forma di prodotto scalare tra vettori.
1 Ripercorriamo rapidamente il procedimento di costruzione del modello matematico, rimandando i dettagli ai lavori precedenti [1,2].
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
A tale scopclimatico" le
Vettore eddell'edificio
Vettore climcon modulo
L’angolo tral’orientamelimitata.L'inclimatizzazi
ovvero, in t
assumendo
un campo li
Se si normadi tempo ddall'altra ca
po sono stae cui definizi
dificio BV
: èo in esame (r
matico CV
: o pari a:
a i due vettoento nello spntroduzione one E sotto
ermini scala
, come ipote
imitato intor
alizza l'energdi osservazio
ratteristica d
ati introdottioni, nella fo
è il vettore r e r0 sono de
è il vettore
ori è w, dippazio (Θ, Χ
di questi o la seguente
ri
esi semplifica
rno a 1) si pu
E
ia E , energone, con le cdell'edificio e
C
ti due vettorma general
che ha per elle costanti
BV =
che ha per
CV =
pendente esseΥ del vetdue vettor
e forma:
V=E
ativa, cosω
uò scrivere:
cB CV V=
E
gia di climaticaratteristichespressa da
coB
CV
= E
B CV V=
E
ori caratterisizzata, sono
component), con modu
2 2= +A B
componenti
2 2= Θ + Χ
senzialmentttore climatii caratterist
'B C BV V V−
cos 'ω ω≅ e
(cos kω μ−
izzazione perhe dell'edificcosω , si ott
osCV
ω= −
cosC BV Vω −
stici, denomle seguenti:
i le caratterlo pari a:
2 2+C
i le caratteri
2+ ϒ
e dai coseni co è contentici ha con
,C refV
introducend
) , cosC refVμ ω
r unità di volcio, espressetiene:
( ) ,C refk Vμ−
', cosB C refV ω
minati "vetto
ristiche geom
stiche climat
direttori deuto in un ansentito di
do il fattore
ω
lume internoe dal modul
f
'ω
ore edificio"
metriche e t
tiche cumula
el vettore edngolo solido esprimere
( )'
B
B
Vk
Vμ =
o dell'edificiolo del vettor
e "vettore
termofisiche
ate del sito,
ificio poichédi ampiezzal'energia di
(variabile in
o e per unitàre edificio e
e
e
,
é a i
n
à e
8
Il fattore C così definito rappresenta l'energia di climatizzazione normalizzata con le caratteristiche globali dell'edificio, indipendente quindi da queste, ma dipendente dalle caratteristiche climatiche globali ed è il candidato proposto per rappresentare l’Indice di Severità Climatica pratico utile per la classificazione delle zone climatiche estive su un territorio.
Il fattore C, nel modello proposto, dipende linearmente dal modulo del vettore climatico CV
, funzione
delle sole variabili climatiche cumulate, a meno di un termine praticamente costante dipendente debolmente dall’edificio tramite il fattore ( )k μ .
Il modulo del vettore climatico, CV
, può essere quindi utilizzato per una suddivisione del territorio
nazionale in fasce climatiche estive (zonizzazione) che rispecchino il fabbisogno energetico per la climatizzazione estiva poiché, secondo quanto esposto, è univocamente legato all’Indice di Severità climatica C che ne costituisce l’immagine energetica.
2.2 Il vettore climatico ridotto2
Per vettore climatico ridotto intendiamo il vettore climatico di un sito le cui componenti sono date dal rapporto tra le grandezze climatiche cumulate per il sito nel periodo T e l'intervallo di tempo corrispondente a T stesso (valor medio nel periodo T), normalizzate ciascuna rispetto al valor medio delle stesse componenti negli n siti del campione climatico del territorio nazionale in modo da renderle indipendenti dalle rispettive unità di misura. Il modulo del vettore così definito stabilisce una scala relativa tra le n località.
2 2 2C e e eV X
• • •
= Θ + + ϒ
Dove
** *
** *
0
***
1
1 1
1
1 1
1
1 1
e
eTe e
n T
e
eTe e
n T
eTo
n T
e
dtT
con dtn T
x dtT X
X con X x dtX X n T
I dtT
con I dtn T
ϑϑ
•
•
•
ΘΘ = = Θ =Θ Θ
= = =
ϒ= = =ϒ
ϒ ϒϒ
2 Idem nota 1
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
3 Impiclima
Il legame trin alcuni preIl grafico dmediante criferimentoconsiderandorientamen
La buona dell’edificio,differente tsostanziale
una classific
3.1 La sc Il criterio irisponde alfabbisogno è ben rappnormalizzatprecedente
ego dell’atica esti
ra il Vettore ecedenti lavo
della figura scalcolo dina, di tipo resido diverse c
nto, superfici
correlazione, ed il modutipologia e indipendenz
cazione del t
celta del nu
nizialmente l’esigenza denergetico (
presentato nto e vettore
emente effet
Indice diiva del te
climatico e lori. seguente ( mico del fadenziale e te
caratteristichie vetrata, ca
e tra C, enulo del vettor
destinazionza del vettor
territorio ital
umero di c
scelto per i ridurre sta(C), suppostonel grafico s
climatico, ctuata.
-0.1 00.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
C
i Severitàerritorio.
’Indice di Se
[2] Technicabbisogno enerziario (uffiche termofisicapacità term
nergia di clire climatico,e d'uso. Ciò
re climatico d
iano.
lassi inizial
individuare atisticamenteo pari 2σ± pseguente in on intervallo
Indin
0.0 0.1
à Climati
everità C, cos
al Report Rdnergetico peci), in 20 divche dell'edifica.
Figura 1
imatizzazion è ben confeò dimostra dalle caratte
le
un congruoe l’eventualpossa compo
cui è mosto di previsio
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0.2 0.3
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dS 2011) raer la climaterse localitàficio: grado
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o numero dità che il m
ortare un camrata la corr
one al 95%, e
matica Cne 0.95
0.4 0.5
(C stdV k μ−
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ra definito, è
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zata con lehe nel caso snte, secondo'edificio e re
di classi climargine di inc
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0.6 0.
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i risultati finstiva di alcuative del climo dell’involu
e caratteristsiano analizzo quanto ipende CV
uti
matiche, detcertezza nela climatica. T
a fabbisognosione in class
7
azione
tto di analisi
nali ottenutini edifici di
ma italiano eucro edilizio,
tiche globalizati edifici dipotizzato, lailizzabile per
to del 2σ ,l calcolo delTale aspetto
o energeticosi climatiche
i
i i
e ,
i i
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o o e
10
Indice di Severità Climatica C intervallo di previsione 0.95
C
( ) ,C C rifV k Vμ−
( ) ( )2
, ,1 2 3C C rif C C rifC c c V k V c V k Vμ μ = + − + −
A
G
F
E
D
C
B
Figura 2
Le classi, individuate in accordo al criterio dell’intervallo di previsione al 95% (±2σ), sono sette, contraddistinte dalle lettere da A a G in ordine crescente di severità climatica estiva, cioè di fabbisogno di energia per la climatizzazione. In buona sostanza, interpretando correttamente la suddivisione effettuata dal punto di vista statistico,è possibile affermare, che per un dato intervallo del vettore climatico CV
(classe climatica) è lecito
aspettarsi un corrispondente intervallo del fabbisogno energetico estivo (con intervallo di previsione ±2σ) 3.2 Una nuova proposta per le zone climatiche estive
A livello normativo nazionale è stato intrapreso un percorso di riduzione delle zone climatiche invernali, accorpando la zona A, dove sono presenti solo due comuni e con un esiguo numero di abitazioni (lo 0,04% del totale italiano), con la zona B, portando quindi il numero totale delle zone da sei a cinque. In accordo con questa esigenza, gli autori hanno ritenuto opportuno proporre una riduzione del numero delle zone climatiche estive definite in [3] passando da sette (da A a G) a cinque (da A a E), stabilendo così, nell'ambito della climatizzazione degli edifici, una simmetria tra il caso invernale e il caso estivo. La riduzione introdotta non è stata una semplice rimodulazione di quanto già proposto, bensì una ridefinizione della zonizzazione, realizzata in modo da considerare un peso energetico potenziale che può essere attribuito a ciascuna località nell'ambito della climatizzazione estiva. Per quanto dimostrato attraverso l'indice di Severità Climatica, l'energia di climatizzazione, a meno delle caratteristiche globali dell’edificio, può essere considerata proporzionale al modulo del vettore climatico e al volume da climatizzare. Questa accezione può essere estesa ad un intero comune laddove lo stesso venga identificato con un insieme di volumi; la medesima cosa si può dire per l'intero territorio nazionale. Come ulteriore ipotesi semplificativa si è scelto di riferirsi ai soli edifici residenziali e considerare la superficie (in pianta), e quindi il volume climatizzato, variabile a livello provinciale.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Per la detsono stati
− −
−
I primi duedifici. Secondo qqueste cirquelle cenabitative.
Si può ossseguita daprimi quatRelativamcompresi risulta piùle superfic
terminazioneconsiderati
il numero la superficil modulo
e parametri
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Figura
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munali sono s
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tative; ella singola uclimatico CV
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livello di mastate assunte
on cui caratt
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C .
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ISTAT 2011
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nsiti mostranesto range dPer le analis
nce di riferim
ni analizzati,
te, alloggi ed
ni di unità; di9% (circa) ine delle unità
a Lombardiali comuni, ai
no dei valoridi variazionesi effettuate,ento.
,
d
i n à
a i
i e ,
12
Regioni Superficie media (m2)
Piemonte 88,1Valle d'Aosta 71,3Lombardia 91,7Trentino-Alto Adige 85,3Veneto 105,8Friuli-Venezia Giulia 97,0Liguria 77,9Emilia-Romagna 97,0Toscana 94,6Umbria 100,6Marche 98,5Lazio 87,5Abruzzo 91,9Molise 91,4Campania 89,3Puglia 91,7Basilicata 81,0Calabria 88,0Sicilia 89,9Sardegna 96,7
Tabella 1. Superficie media regionale delle abitazioni italiane
A ciascuno dei comuni italiani esaminati è stato associata una superficie potenziale da climatizzare calcolata sulla base del numero di abitazioni censite e sul valore delle superfici medie. Per il calcolo del volume corrispondente si è introdotta l'ipotesi semplificativa di considerare l'altezza media di interpiano h costante e uguale per tutte le abitazioni dei comuni considerati. Una volta determinato il volume potenziale di ciascun comune, è stato valutato il peso relativo rispetto al volume potenziale medio dei comuni italiani con il coefficiente
, ,
, ,1 1 1
1 1 1T i T ii i
N N N
i i T i T i
S h Sua S hnp
ua S h S h SN N N
= = =
dove N è il numero totale dei comuni, iua è il numero di unità abitative del singolo comune, iS la superficie media provinciale delle unità abitative, assunta come rappresentativa di quella comunale , e
,T iS la superficie totale da climatizzare dell'i-esimo comune.
Determinato il coefficiente di peso np, per ciascuna località, è stato ricalcolato il modulo del vettore climatico, sia per tener conto di modifiche apportate alla Norma UNI 10349 (febbraio 2012), sia per correggere alcune imprecisioni riscontrate nelle valutazioni precedenti [3]. Così come riportato anche nella Norma UNI 10349 - Parte 3 di prossima pubblicazione, gli autori hanno ritenuto opportuno considerare, come caratteristica di riferimento climatica estiva, invece del valore modulo di CV
il suo multiplo 103 CV
.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
In figura 4comuni ca
Nella figuraclimatizzato
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
4 è proposto aratterizzato
a che seguo, attraverso
l'andamento da uno spec
Fig
e è stata r il coefficien
Figura
o della numecifico interva
gura 4. Nume
rappresentatte di peso np
5. Numeros
erosità del mallo di valori d
erosità del ve
ta la medep
ità pesata de
Numerosit
Numerosit
modulo del vedi CV
.
ettore climat
sima distrib
el vettore cl
tà di Vc
tà pesata di Vc
ettore climat
tico
buzione pesa
imatico
tico, ovvero
ata rispetto
il numero di
o al volume
i
e
14
Nel primo grafico a ciascun comune viene attribuito il medesimo peso pari a 1; nel secondo grafico invece ciascun comune pesa in proporzione al volume (superficie in pianta) da climatizzare3. Nella figura 5 che segue sono rappresentate le distribuzioni cumulate della numerosità di CV
sopra
rappresentate.
Figura 5. Distribuzione cumulata delle numerosità di Vc
Le curve riportate evidenziano uno spostamento della distribuzione pesata verso i valori di CV
più alti; si
può osservare che nella fascia con valori di CV
più bassi, nel 20% dei comuni considerati si ha solo il 5%
del totale dei volumi da climatizzare. Dal peso relativo al volume np attraverso il modulo del vettore climatico CV
è possibile passare, come
detto, ad un peso energetico potenziale, proporzionale al fabbisogno di energia termica di climatizzazione
, ,
, ,1 1
1 1T i T i
C C CN N
T i T i
S h Snp V V V
S h SN N
= =
Questo coefficiente caratterizza ciascun comune da un punto di vista energetico, determinando così, per la climatizzazione estiva, una graduatoria dei consumi energetici potenziali, valutati sui dati climatici e sulle volumetrie da climatizzare.
3 La ripartizione in classi di piccola ampiezza dei valori di CV
ha come obiettivo di esplorare le caratteristiche delle
distribuzioni, di rendere più leggibili i grafici presentati e visivamente evidente lo shift della distribuzione pesata.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1120 1170 1220 1270 1320 1370 1420 1470 1520 1570 1620 1670 1720 1770 1820 1870 1920 1970 2020 2070 2120 2170 2220
Distibuzione cumulata numerosità di Vcn
np
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Una carattesi attribuisc A livello regmentre a liv
In figura 7 è
attribuito ucon peso pa La distribuzulteriore sp
Le curve rip
può osserva
del totale d
erizzazione dce alla singola
gionale, il pevello comuna
è rappresent
n peso pari ari ad 1 (n) e
zione riferitapostamento v
portate evide
are che nella
ei volumi da
di questo tipoa classe.
eso maggiorale troviamo
tata la distrib
a quello enepari al volum
a ai pesi eneverso valori p
enziano uno
a fascia con
a climatizzare
o consente d
e è quello do ai primi qua
buzione cum
ergetico poteme da climat
ergetici, rispepiù elevati di
spostament
valori di CV
e.
di definire le
della Lombarattro posti Ro
Figura 6.
mulata della n
enziale; sonotizzare (np).
etto a quellai CV
to della distr
C più bassi,
e classi clima
rdia seguita oma, Milano
numerosità d
o state ripor
a riferita ai v
ribuzione pe
nel 20% dei
tiche in base
dal Lazio, dao, Napoli e To
di CV
dove
rtate a tratte
volumi da cl
sata verso i
i comuni con
e al peso en
al Veneto e orino (figura
a ciascun co
eggio anche
limatizzare e
valori di CV
nsiderati si h
ergetico che
dalla Sicilia,6).
omune viene
le cumulate
evidenzia un
C più alti; si
ha solo il 5%
e
,
e
e
n
i
%
16
1200 1400 1600 1800 2000 22000
200
400
600
800
1000
1200
Freq.
Vc
Vc
Figura 7. Distribuzione cumulata delle numerosità di CV
: peso energetico
3.3 Nuova determinazione delle classi climatiche in funzione del Vettore climatico Per definire opportunamente le classi climatiche si è partiti dall'analisi della distribuzione di frequenza di
CV
, che, come mostrato nei grafici seguenti, è risultata sostanzialmente di tipo gaussiano con media µ
pari 1683 e deviazione standard pari 149
Figura 8.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1120 1170 1220 1270 1320 1370 1420 1470 1520 1570 1620 1670 1720 1770 1820 1870 1920 1970 2020 2070 2120 2170 2220
Distibuzione cumulata numerosità di Vc nnpnp*Vc
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Partendo da
dei dati disp Gli istogramprobabilità (media, devquantità dip La costruziclassi, ne cfrequenza p L’idea che gnell’istogramche si possoche si ha ne Diverse sonclassi in cui
•
•
•
Dopo aver (aperte sul
99N
orm
al P
erce
ntile
s
ai valori di
ponibili, al fin
mmi sono u(o frequenz
viazione stanpende dal nu
one di una onsente, inf
pari ad uno e
guida tale comma le caraono attribuirei dati stessi.
no le metodoripartire un 1 3.31 2.2 log
. preso in esalimite super
0.01
1
10
40
70
95
99.5
.999 P R
CV
, relativi
ne di poter a
usati in manza) sia comendard…) dellumero di clas
curva di distfatti, una mie altamente r
ostruzione, è atteristiche dre a fluttuazi
ologie di Staset di dati, in Sturgg Larson
Scott (
ame le princiore e chiuse
1000
Nmu
PercentilesReference Line
agli oltre ot
avere un qua
niera estense rappresentla sottostantssi scelte per
tribuzione inigliore rapprravvicinati.
di determindi base dellaioni casuali,
tistical binnin funzione d
ges (1926)
n (1975)
(1979)
ipali relazione su quello in
1500
Normal Probu = 1683.7763
V
e
Figura 9.
ttomila com
adro più sinte
siva sia comtazione visivate densità dr la rapprese
n frequenza resentazione
nare un numa distribuzioa una più o
ing per detedella numero
ni disponibilinferiore), co
bability Plot 31 sigma = 14
Vc
uni italiani, è
etico della di
me stimatora dei dati pei frequenza
entazione dei
dei dati in e, evitando u
ero di classi ne dei dati imeno nota
rminare il nuosità del cam
i, si è scelta n ampiezza
2000
of Vc.9.33746
è stata oper
istribuzione d
i non paramer ottenere teorica. Tut
i dati.
esame, in ununa elevata
minimo cheiniziale, ignoimprecisione
umero e l'ampione e della
un curva di pari a 50 un
2500
rata una disc
del campion
metrici dellaquantità ca
ttavia la stim
n opportunodispersione
e consenta diorando i dete numerica o
mpiezza oppa varianza, tr
ripartizionenità di 310 V
cretizzazione
ne.
a densità diratteristiche
ma di queste
o numero die di dati con
i “catturare”tagli più finio alla fiducia
ortuna dellera cui:
e in 26 classi
C : in base a
e
i e e
i n
” i
a
e
i a
18
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
0
20
40
60
80
100
Vc
F(%) Frequenza cumulata Vc
F(%)
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 24000
20
40
60
80
100
Vc
Vc np*Vc
Frequenze cumulate
tali assunzioni è stata ricavata la curva di frequenza cumulata di 310 CV
, riportata nel grafico della figura
seguente avente come ascissa il valore centrale della classe:
Figura 10.
La curva di distribuzione così ottenuta è stata quindi messa a confronto con quella relativa al prodotto
Cnp V
(prodotto del modulo del Vettore climatico per il coefficiente np dipendente dal numero di unità
abitative e superfici delle abitazioni) che, come detto in precedenza, può essere considerato l' "immagine energetica" del Vettore climatico, in quanto proporzionale agli spazi abitativi presenti in un determinato comune e quindi, potenzialmente, climatizzabili (figura 11).
Figura 11.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
La curva di
quello di V
iniziale e fdistribuzionDa notare c
Dall'analisi consentissenazionale: ichiuse ed "e Una ragioneper le due c(B, C ed Eclimatizzazi I valori di
approssima Sono di seg
varie classi
F(%
10000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
frequenza d
CV
, in cui è
finale, ed une è stata quche in ascissa
della distrie di poter vain quest’ottiequienergeti
evole suddivclassi estremE), che insieone estiva.
CV
corris
ata con la fun
uito riportat
climatiche e
%)
- (1 k
ay
e=
+
1200
np*VcLogist
di Cnp V
, co
possibile dis
n tratto, soindi appross
a è sempre ri
buzione si alutare, per ica l'andameiche" nel trat
visione confome aperte (claeme rappres
spondenti al
nzione di tipo
ti il grafico de
la potenzial
- )cx x
1400 1
ctic curve
Imma
ome evidente
stinguere tre
ostanzialmensimata (minimiportato il va
è cercato ogni classe,
ento della cutto centrale
orme a tale cassi A ed E) esentano, inf
lle classi cos
o logistico.
ella classifica
e incidenza e
1600 180
agine energ
e, ha un and
e diversi trat
nte lineare, mi quadrati) alore centrale
Figura 12.
di individua, l'incidenzaurva di freqe due classi
criterio, è stae rispettivamfatti, il 70%
sì definite,
azione effett
energetica.
00 2000
getica di Vc
damento a "
tti: due tratt
nella zona con una cur
e della classe
are una sudenergetica
uenza, ha suaperte nelle
ata individuamente del 23
% del fabbiso
sono stati i
tuata e una t
2200
"sigmoide" s
i praticamen
centrale. Nva logistica. e.
ddivisione insul potenzia
uggerito una zone estrem
ata ipotizzand3,33% per le ogno energe
ndividuati s
abella con i v
2400Vc
sostanzialme
nte asintotic
Nella figura
n classi climale consumoa ripartizionme.
do un'incidetre classi chetico poten
ulla curva d
valori limite
c
ente simile a
i nella parte
seguente la
matiche cheo energeticoe di 3 classi
enza del 15%iuse centraliziale per la
di frequenza
di CV
delle
a
e
a
e o i
% i
a
a
e
20
Figura 13.
Tabella 2. Le classi aperte, nelle zone estreme, sono caratterizzate da un range più ampio in termini di CV
, e questo
dovrebbe evitare l'esistenza di classi in cui ricadono solo poche località, caratterizzate o da condizioni climatiche più severe o, all’opposto da piccola incidenza energetica. Il grafico di sintesi, riportato nella figura seguente, mostra un quadro d'insieme delle classi individuate, delle incidenze energetiche e i corrispondenti valori limite del Vettore climatico, ottenuti dall'analisi delle due curve di distribuzione esaminate.
F(%) np*Vc Logistic curve Fit
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 24000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Vc
Immagine energetica di Vc
15%
38.3%
61.7%
85%
100%
A
D
E
C
B
Classe F(%) Vc range Incidenza energetica (%) A 15 <1610 15 B 38.3 1610-1709 23.3 C 61.7 1710-1789 23.3 D 85 1790-1889 23.3 E 100 >=1890 15
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
61.
38
15.
85.0
[%] 1000
La definiziocostituire uriscaldamenper area ge Viene di secorrisponde
relativo alla
1200
7%
.3%
0%
0%
zon1200
one di classi un utile supnto, sarannoografica.
eguito riportenti valori d
a discretizzaz
0 14
15.0
%1
5.0
%23
.33%
23.
33%
23.3
3%
Distribuzi
na zero140
climatiche pporto per io fissati dei l
tata una tabelle frequen
zione effettu
00 1|Vc|
A
ione e inter
A
00
e di una coil legislatorelimiti al fabb
bella di sinteze cumulate
ata e alla sua
1600
B
| centrale d
A
rvalli delle c
B C
1.710
1.610
1600
Figura 14
orrispondentee nel momebisogno ener
esi con i vae di Cnp V
.
a approssim
1800
D
C
di classe
classi climat
C D
1.890
1.790
1800
e incidenza ento in cui, rgetico per la
lori limite ePer complet
azione logist
2000
E
tiche
E
0
2000
energetica, in analogia
a climatizzaz
e centrali detezza è riport
tica basata su
2200
np*
Vc
2200
seppur potea a quanto zione estiva,
elle classi clitato anche l’
ui valori cent
2400
Vc
2400
enziale, puòfatto per ildifferenziati
imatiche e i’istogramma
trali.
ò l i
i a
22
Limiti di classe Frequenza cumulata limite sup.
< limite inf.
<= centrale di classe Cnp V
1100 1050 1075 0.0001150 1100 1125 0.0121200 1150 1175 0.0521250 1200 1225 0.1111300 1250 1275 0.3241350 1300 1325 0.5771400 1350 1375 1.1051450 1400 1425 1.7641500 1450 1475 2.8701550 1500 1525 5.0081600 1550 1575 9.5621650 1600 1625 18.3271700 1650 1675 28.8931750 1700 1725 44.2141800 1750 1775 60.0901850 1800 1825 70.1961900 1850 1875 82.9551950 1900 1925 91.1472000 1950 1975 94.4482050 2000 2025 97.3212100 2050 2075 98.7802150 2100 2125 99.3402200 2150 2175 99.7492250 2200 2225 99.9602300 2250 2275 100.0002350 2300 2325 100.000
Tabella 3.
1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Frequenza %
CV
Cnp V
Figura 15.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
3.4 La d La rimodulacomportatoin [3]. Una s
In termini dnella classe nelle region
distribuzion
azione del nuo una ricollocsintesi nella
di numerositE a più alta
ni del sud Ita
Figur
ne dei comu
umero delle ccazione dei cnuova classif
Clas310 V
16101610≤B<1710≤C<1790≤D<
1890
Tabella 4
tà delle classseverità climlia e nelle iso
a 16. Distrib
uni italiani
classi climaticomuni italiaficazione è p
sse climatic
CV
0<A <1710 <1790 <1890
0≤E
. Numero di
si, nella A e matica, sono ole.
uzione % dei
secondo le
iche estive, pani nell’ambitproposta nell
a
A B C D E
località per
nella B tropresenti circ
i comuni ital
e nuove cla
passate da seto delle singla tabella seg
Comun
n
2228241817301053665
classe climat
oviamo quasca l’8% dei co
iani per clas
assi climati
ette (da A a Gole classi rispguente.
ni
tica estiva
i il 60% dei omuni italian
se climatica
iche
G) a cinque (petto a quan
comuni italni, situati pri
estiva
(da A a E) hanto riportato
iani, mentrencipalmente
a o
e e
24
Nella figuraclassi climat
Dalla letturaappenninich
a seguente ètiche estive.
Figura
a della mapphe, mentre la
è rappresenta
17. Distribu
pa risulta evia classe clim
ata una map
zione geogra
dente che laatica E le zon
ppa riepiloga
afica naziona
a classe climane costiere d
ativa della di
ale delle clas
atica A interdel sud Italia
istribuzione
ssi climatiche
essa principa e delle isole
geografica it
e estive
almente le ze.
taliana delle
one alpine e
e
e
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Figu
Figu
ura 18. Distri
ura 19. Distri
buzione geo
buzione geo
ografica nazio
ografica nazio
onale della c
onale della c
lasse climati
lasse climati
ica A
ica B
26
Figu
Figu
ura 20. Distri
ura 21. Distri
ibuzione geo
buzione geo
ografica nazio
ografica nazio
onale della c
onale della c
lasse climati
lasse climati
ica C
ica D
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Nella tabellitaliani in fclimatica). D
Tabe Si osserva, più evidentproposte. Qclimatizzazi
Figu
la che segueunzione delDelle possibi
lla 5. Distrib
come manifte se ancheQuesto fattone annuale
ura 22. Distri
e viene ripole classi climli 25 coppie
Clas
se c
limat
ica
estiv
a
uzione dei co
festamente a le classi ino sarebbe
e (estate + in
ibuzione geo
rtata, sotto matiche estivdi classi, ne
Cl
A e B
A
B
C
D 8
E 151
omuni italian
atteso, una nvernali foss
propedeuticverno).
ografica nazio
forma di mve ed invernrisultano pre
asse climati
B C D
24
1 298
72 678
475 526
437 76
ni in funzione
discreta diasero riorganco alla indiv
onale della c
matrice, la dinali (si ricoresenti solo 1
ca invernale
E
1142 10
8 2107 1
8 979
6 46
e delle classi
gonalizzazioizzate con lviduazione
classe climati
stribuzione dda che da A7.
e
F
062
11
i climatiche e
ne della mato stesso cridi cinque c
ica E
del numero A a E cresce
estive ed inv
trice che saiterio delle classi climat
dei comunie la severità
vernali
rebbe ancorclassi estive
tiche per la
i à
r e a
28
3.5 La d
La definizioevidente copotenziale e Una sintesi
Nei diagramdelle singole
distribuzion
one delle claonseguenza energetico (o
della distrib
mmi che segue classi clima
ne della pop
assi climaticla concentraoltre il 70%).
uzione della
Figura 2
uono sono riatiche.
polazione i
he estive bazione della
popolazione
23. Distribuzi
portate le di
italiana sec
asata sulla popolazione
e è proposta
ione delle cla
stribuzioni r
condo le nu
corrispondee italiana ne
in figura 23
assi climatich
egionali dell
uove classi
nte incidenzell'ambito de
.
he estive
a popolazion
i climatiche
za energeticelle classi co
ne italiana, in
e
ca, ha comeon il più alto
n funzione
e o
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Figur
Figur
ra 24. Quadr
ra 25. Quadr
ro regionale
ro regionale
della distribu
della distribu
uzione % del
uzione % del
lla popolazio
lla popolazio
one - Classe
one - Classe
climatica est
climatica est
tiva A
tiva B
30
Figur
Figur
ra 26. Quadr
ra 27. Quadr
ro regionale
ro regionale
della distribu
della distribu
uzione % del
uzione % del
lla popolazio
lla popolazio
one - Classe
one - Classe c
climatica est
climatica est
tiva C
tiva D
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Figur
ra 28. Quadr
ro regionale
della distribu
uzione % del
lla popolazioone - Classe c
climatica esttiva D
32
3.6 La d Una sintesi proposta è
4 Il lettore atte15%) che ci si vettore climatstabilite le nuriassegnando sarebbe necesritenute statisspirito che dov
distribuzion
della distribillustrata dal
ento noterà chera prefisso e ctico, il valore duove classi ed i singoli valori
ssario aumentasticamente sufvrebbe animare
ne regional
uzione a livelle figure seg
e rispetto al tache era basato dell’importanza
i relativi limitalle nuove cla
are la discretizzfficienti: sarebbe lo statistico ch
e del peso
ello regionaleguenti4.
arget di ripartizisulla curva di dpercentuale è
ti inferiore (chssi. Se si volesazione dei dati
be, nell’opinionhe non deve ch
energetico
e del peso en
Figura 29
ione dell’impordistribuzione coè leggermente chiuso) e superisse un rispetto iniziali passand
ne degli autori,hiedere ai dati p
o secondo l
nergetico in
rtanza percentuontinua rispettocambiato. Queiore (aperto), maggiormente
do ad un nume, una inutile epiù di quanto qu
le nuove cl
accordo con
uale delle classo ai valori centrasto effetto è dsi è ritornati ae stingente delero di classi sup
vana ricerca duesti possono f
lassi climat
n la nuova cla
si (15%, 23.3%, ale delle classi
dovuto al fatto a una distribulle ripartizioni iperiore alle vendi accuratezza,fornire.
tiche
assificazione
23.3%,23.3% edel modulo delche, una voltazione discreta,iniziali imposte
ntisei scelte, già, lontano dallo
e
e l
a ,
e à o
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Figura 30
Figura 31
0. Peso energ
1. Peso energ
getico % del
getico % del
la classe clim
la classe clim
matica estiva
matica estiva
A - Quadro
B - Quadro
regionale
regionale
34
Figura 32
Figura 33
2. Peso energ
3. Peso ener
getico % del
rgetico% dell
la classe clim
la classe clim
matica estiva
matica estiva
C - Quadro r
D - Quadro r
regionale
regionale
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Figura 34
4. Peso energetico % del
la classe clim
matica estiva E - Quadro r
regionale
36
4 La durata del periodo di climatizzazione estiva La metodologia dell’indice di severità climatica, finalizzata all’individuazione di un parametro (modulo del vettore climatico) che consentisse la zonizzazione climatica estiva del territorio nazionale in quanto immagine speculare del fabbisogno energetico per la climatizzazione, definiva questo parametro come valore integrale esteso al periodo convenzionale T= 4392 h (15 aprile – 15 ottobre), comune per tutte le località di calcolo, coerentemente con la necessità di stabilire una scala di severità climatica. Il periodo di calcolo era stato opportunamente scelto in modo da contenere tutti i periodi di effettiva necessità di climatizzazione estiva (per mantenere cioè negli edifici le condizioni di comfort) delle località del territorio nazionale. All’interno di questo periodo T ci sono, naturalmente, località dove la necessità di climatizzazione gli edifici si manifesta per periodi di durata inferiore a T , con tempi d’inizio e fine differenti. Per determinare, nelle varie località, il tempo d’inizio st e fine et delle climatizzazione, è necessario definire
l’indice di severità climatica e la sua controparte modulo del vettore climatico CV
, al tempo corrente t con
0 t T≤ ≤ . Si vedrà nel seguito che è così possibile definire questi due valori del tempo (e quindi la durata del periodo di climatizzazione), attraverso le proprietà del solo modulo del vettore climatico corrente, in perfetta analogia con quanto si fa nel caso invernale attraverso l’utilizzo dei gradi-giorno invernali. Arrivare a questo risultato richiede un po’ di sviluppo matematico; se ne chiede venia al lettore interessato, senza alcuna colpa ovviamente, al solo risultato.
4.1 Definizione del modulo del vettore climatico corrente ( )CV t
La definizione è la stessa di quella vista in precedenza, con la sola variazione che le grandezze coinvolte sono calcolate come grandezze integrali (cumulate) tra il tempo convenzionale 0t = , corrispondente all’ora 0 del 15 aprile, e il tempo corrente t . I fattori di normalizzazione *Θ , *X e
*ϒ sono, invece, tenuti
invariati.
2 2 2C e e eV X
• • •
= Θ + + ϒ
( ) ( )
( ) ( )
( )( )
0*
* *
0*
* *
0
0
**
*
1
1 1
1
1 1
1
1 1
t
ee
e en T
t
ee
e en T
t
eo
n T
e
dtt t
t con dtn T
x dtt X t
X t con X x dtX X n T
I dtt t
con I dttn T
ϑϑ
•
•
•
ΘΘ = = Θ =
Θ Θ
= = =
ϒ= = =
ϒϒ ϒ
ϒ
È, ovviamente:
( ) ( )lim C Ct T
V t V T→
=
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
È facile verconsiderano
Per quanto
rappresentatempo corre
4.2 Il cal Per il calcoldella tempetempo correDai valori mprogrammaclimatizzaziseverità climmodello maÈ quindi posT di riferimeLe figure setempo corre
ificare che, so costanti è:
o riguarda l’a
a le caratterente che dal
lcolo del m
lo del modueratura e delente t .
medi mensilia di calcolo one estiva pmatica, valutatematico prssibile calcolento. eguenti riporente, con pa
C
V
se i valori di
altro parame
ristiche d’inele condizion
modulo del
lo del vettorll’umidità sp
di tali grandinamico T
per il set di eta i valori orroprio (Weatlare il modul
rtano un eseasso tempora
0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
( )t
i riferimento
( ),C refV t =
etro del mo
erzia termici climatiche
vettore clim
re climatico ecifica dell’a
dezze, dispoTRNSYS 16, edifici sui quaari di tempe
ther generatolo del vettor
empio dell’aale orario, pe
1000
o per tempe
( ),C refV T=
odello linear
ca dell’edificiniziali dell’e
matico cor
corrente sonaria esterna
onibili o comimpiegato pali è stata ve
eratura, umidor). e climatico c
ndamento der una localit
2000
t (h)
Figura 35a.
ratura, umid
*=costCV=
e dell’indice
io, si vedrà edificio (appe
rrente (CV
no necessarie dell’irradia
munque ricavper la stimaerificata la codità specifica
corrente con
del modulo dtà generica:
3000
dità specifica
e di severità
nel seguito endice 2).
)t
i i valori, perazione solare
vabili dalla na del fabbisoonsistenza da e irradiazio
passo temp
del vettore c
4000
a e irradiazio
à climatica,
come è aff
r una localitàe sul piano o
norma UNI 1ogno energe
del modello done solare at
porale orario
climatico in f
one solare si
( )k μ , che
fetto sia dal
à assegnata,orizzontale al
10349- 94, iletico per ladell’indice dittraverso un
o nel periodo
funzione del
i
e
l
, l
l a i
n
o
l
38
Un dettaglio della figura precedente:
0 1000
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
( )C
V t
t (h)
Figura 35b.
La funzione ( )CV t
è dominata dall’andamento periodico delle funzioni componenti (temperatura, umidità
specifica e irradiazione solare): si nota infatti una periodicità di 24 ore intorno ad un valore medio, evidenziata maggiormente nella seconda figura che riporta una parte ingrandita della prima. Queste oscillazioni si smorzano abbastanza velocemente al progredire del tempo. Altra caratteristica dell’andamento del modulo del vettore climatico è la fase iniziale contraddistinta da una sovraelongazione (overshoot) sia del valore medio sia della componente oscillante. Il grafico della funzione presenta, inoltre, un massimo in prossimità della fine del periodo di calcolo T . Le caratteristiche descritte possono variare di entità (attenuandosi o esaltandosi ) al cambiare della località di calcolo, cioè al cambiare dei valori di temperatura, umidità specifica e irradiazione solare, come illustrato dalla figura seguente:
0 1000 2000 3000 40001.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
( )C
V t
t( h)
Figura 36.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Uno studio
anche nel ca Dallo studiovalutazionecomportam
Viste queste
ne colga lcontempora
4.3 Il filt Tra le 20 loconsideriam Il modulo d
Una rappre
sovraelongaore. Operan
teorico della
aso in cui la
o si evince ce numerica mento in corr
e caratterist
e proprietàaneamente,
traggio del
ocalità delle mo Agrigento
el vettore ha
C
V
esentazione
azione iniziando in tal mo
a funzione V
variabile t è
che il compo(passo di caispondenza
iche, una rap
più imporla renda più
l modulo d
quali sono o.
a l’andament
01.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
( )t
più “stabile
le e limita leodo non si alt
( )CV t
che m
è continua, è
ortamento dalcolo orariodell’origine d
ppresentazio
rtanti, signif “stabile” ap
el vettore c
disponibili i
to riportato
500 1000 15
e” si ottiene
e apparenti iterano i dati
mette in risa
riportato in
ella funzioneo) che ne èdei tempi.
one opportun
ficative ed ppare a ques
climatico c
dati per val
nel grafico d
500 2000 250
t (h)
Figura 37.
e consideran
irregolarità, i di partenza,
lto le caratte
appendice 1
e dipende dè stata effet
namente tra
utili per loto punto nec
corrente CV
lutare il mod
della seguent
0 3000 3500
ndo la funzi
pur mantene, se ne da so
eristiche prim
1.
a come è stttuata e se
sformata de
o scopo di cessaria.
( )CV t
dulo del vet
te figura:
4000 4500
ione (Ct V t
endo il contelo una divers
ma evidenzia
tata definita ne giustifica
ella funzione
questo lav
ttore climati
)t che non
enuto periodsa rappresen
ate, presenti
e non dallaa, inoltre, il
( )CV t
che
voro, e che
co corrente,
presenta la
dico delle 24ntazione.
i
a l
e
e
,
a
4
40
Le figure successive illustrano la situazione:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0
2000
4000
6000
8000
10000
( )Ct V t
t (h)
Figura 38a.
Un dettaglio della figura precedente:
3000 3100
6300
6400
6500
6600
( )Ct V t
t (h)
Figura 38b.
La funzione ( )CV t
e quindi anche la funzione ( )Ct V t
, per il modo in cui è stata costruita, ha
componenti con periodo giornaliero, settimanale e mensile. Possiamo quindi adoperare una tecnica di filtraggio numerico, basata sull’algoritmo della Fast Fourier Transform (FFT) per isolarne le varie
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
componentavverrebbe
4.3.1 App
I periodi de
24
168
720
d
w
m
h
h
h
τττ
===
Applicando
frequenza s La figura illu
ti ed effettu impiegando
plicazione di
lle compone
giorno
settimana
mese
un filtro pa
superiore a q
ustra il risulta
Ct V
uare successo una proced
filtri passaba
enti sono:
assa basso c
questa soglia
ato dell’appl
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
( )w
t
sivamente uura di “fittin
asso alla fun
con frequenz
intorno al t
licazione di q
500 1000 15
uno “smoothng” ai minim
nzione (Ct V
za di taglio
trend genera
questo filtro:
500 2000 250
t (h)
Figura 39a.
hing” fisico mi quadrati .
)t
1wτ si elim
ale della funz
:
0 3000 3500
e non pura
minano le co
zione.
4000 4500
amente alge
omponenti v
ebrico come
variabili con
e
n
42
Un dettaglio della figura precedente: la periodicità a 24 ore è stata filtrata.
2600 2800 3000 3200 3400
5000
6000
7000
( )C wt V t
t (h)
Figura 39b.
Se si applica un filtro passabasso con frequenza di taglio 1mτ si ottiene ( )C m
t V t
:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0
2000
4000
6000
8000
10000
( )C mt V t
t (h)
Figura 40.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Un confront
In dettaglio
to tra la funz
Ct V
:
Ct V
zione origina
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
( )C t
2000
4000
4200
4400
4600
4800
( )C t
ale e la funzio
500 1000 15
one filtrata e
500 2000 250
t (h)
Figura 41a.
2200
t (h)
Figura 41b.
evidenzia gli
0 3000 3500
Ct V
Ct V
2400
Ct V
Ct V
effetti dello
4000 4500
( )t
( )m
t
( )t
( )m
t
smoothing e
effettuato:
44
4.3.2 Ricostruzione delle funzioni ( ) ( )eC Cw mV t V t
È immediato, a questo punto, ricavare ( ) ( )eC Cw m
V t V t
:
( )( )
( )( )
C
C
C
C
ww
mm
t V tV t
t
t V tV t
t
=
=
La figura seguente riporta i risultati finali ottenuti:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 45001.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
( )C wV t
( )CV t
( )CV t
t (h)
Figura 42.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 45001.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
( )CV t
( )C mV t
( )CV t
t (h)
Figura 43
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Si osserva c
mette in ris
descritto nepassi tempoIl lettore stu
sia stata dir
smoothing procedura n 4.4 Ener Riprendiam
Ricordiamo periodo di c È interessapossibile ch
Prima di effscusa al lett
dove si è po ( )t P≡E
coBb V=
( )CV t V=
*
,C C refV V=
Scrivendo la
che l’oversho
salto le cara
ell’appendiceorali finiti (orudioso e cur
rettamente a
non risulta numerica ba
rgia cumula
mo il modello
che il modcalcolo conve
nte vedere he sia ancora
fettuare quetore volenter
osto:
( )t richiam
(o cumu
os costω =
( )CV t
ef
a relazione in
oot della fase
tteristiche m
e 1, caratterrari) della funioso si doma
applicata alla
particolarmsata sulla Fa
ata e poten
lineare dell’
C
ello era statenzionale T
in che misu valida in qu
( )C t
esta verifica,roso) e scrive
mando anche
lata) ( )tE p
t se si cons
n termini di e
(E t
b
e iniziale si è
matematiche
ristiche che nzione stessaanderà, a que
a funzione V
mente efficacst Fourier Tr
nza cumula
indice di sev
coB
CV
= E
to verificato.
ra il modellesto campo
( )cosB
t
V ω=
E
, appare oppere l’espress
( )P t
b=
e nel simbolo
per unità di v
sidera un pre
energia cum
) ( )t tP t
b=
è evidenziato
e della funzio
sono in quala. esto punto,
( )CV t
origin
ce e, spessoransform.
ata di clim
verità climati
osCV
ω= −
o e calibrato
o mantiene di t un’espr
( )CV tω
=
portuno camsione preced
( )CV t K−
o il significato
volume clima
efissato edifi
ulata per un
( )Ct V t=
o in quanto
one ( )CV t
lche modo p
per quale m
naria: la rispo
o, si verifica
atizzazione
ica:
( ) ,C refk Vμ−
o, per quant
la sua validressione del t
) ( ),K tμ−
mbiare e semdente come:
( ) *, CK t Vμ
o di “potenz
atizzato
cio
ità di volume
) ( ),K tμ−
la procedura
in corrispo
arzialmente
otivo la proc
osta è che, o
ano problem
e
f
o riguarda i
dità anche ptipo:
,C refV
mplificare le
a” della varia
e, si ha:
) *
CV
a di smoothi
ondenza di toscurate da
cedura di sm
operando in
mi di conver
suoi coeffic
per 0 t T≤ ≤
notazioni (c
abile integra
ing adottata
0t = , come
al calcolo per
oothing non
tal modo, lo
rgenza della
cienti, per il
T , cioè se è
chiedendone
ale
a
e
r
n
o
a
l
è
e
46
4.5 Relazione tra potenza e energia cumulata e modulo del vettore climatico calcolati al tempo corrente t.
Tra i quattro casi esaminati di edificio di riferimento, Q1, Q2, Q3 e Q4, come riportato in [1], consideriamo i risultati ottenuti per l’edificio Q1 (minimo isolamento, massima esposizione solare) per la località più “esigente” tra le venti dove si è calcolato il fabbisogno energetico per la climatizzazione estiva con il relativo modulo del vettore climatico (Agrigento). 4.5.1 Potenza cumulata ( )P t al tempo corrente t.
Le figure seguenti presentano i risultati ottenuti dall’analisi dinamica con passo di calcolo orario:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
( )P t
t (h)
Figura 44a.
1500 2000 2500
1.0
1.2
1.4
( )P t
t (h)
Figura 44b.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Nella figuraclimatico. Applicando
ancora i filt
In dettaglio
di dettaglio
anche alla
ri passabasso
P
:
P
o si nota la pe
funzione P
o con freque
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
( )P t
1500
1.0
1.2
1.4( )P t
eriodicità di
( )P t la proc
enze di taglio
500 1000 15
24 ore già o
cedura di sm
o 1wτ e 1
τ
500 2000 250
t (h)
Figura 45a.
2000
t (h)
Figura 45b.
sservata nel
moothing, p
mτ , si otteng
0 3000 3500
P
P
2500
P
P
l’andamento
precedentem
gono ( )wP t
4000 4500
( )wP t
( )P t
( )wP t
( )P t
o del modulo
mente vista,
w e ( )mP t :
o del vettore
impiegando
:
e
o
48
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
( )mP t
( )P t
( )P t
t (h)
Figura 46a.
In dettaglio:
1500 2000 2500
1.0
1.2
1.4
( )mP t
( )P t
( )P t
t (h)
Figura 46b.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
4.5.2 Rela
Rprendiamo
Il punto di m
Il punto di m
azione tra po
o il grafico d
(CV t
minimo ha co
V
minimo ha co
otenza cumu
i ( )C wV t e
01.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
)wt
t*
oordinate *t
01.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
( )C mV t
oordinate *t
ulata ( )P t
di ( )C mV t
500 1000 15
* = 399 h
399 e≅
500 1000
t* = 375 h
375 e≅
e modulo de
500 2000 250
KVc
t (h)
Figura 47. 1.630CV ≅
1500 2000
t (h)
Figura 48. 1.647CV ≅
el vettore clim
0 3000 3500
c* = 1.63024
0
2500 3000 35
KVc* = 1.647
)
7
matico (CV t
4000 4500
500 4000 450
724
)t .
00
50
Riprendiamo in considerazione anche il grafico di ( )wP t e ( )mP t :
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
( )wP t
t (h)
t*=399
Figura 49.
È ( ) 0 399wP t per t ≅ ≅
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
( )mP t
t (h)
t*=375
Figura 50.
È ( ) 0 375mP t per t ≅ ≅
Si osserva che il punto di minimo della funzione ( )CV t e il punto di minimo della ( )P t (zero in pquesto
caso) praticamente coincidono in ambedue le scale di filtraggio considerate. La pratica coincidenza dei punti di minimo si verifica anche per le due funzioni non filtrate.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Ricordandofunzioni:
s’identifica
Il grafico rap
e ( )mP t
È da notareun andame
il modello
immediatam
ppresentato
, normalizza
(P
CV
e come le dunto simile
lineare prop
mente il valo
nella figura
te con il loro
0-0.5
0.0
0.5
1.0
( )mt
( ),* mt
ue funzioni r
posto dall’ind
( )P t
b=
ore del punto
( )*
CV t =
seguente rip
o valore mass
( ),*C mV t =
(P
500 1000 15
raggiungano
dice di seve
( )CV t K−
o di minimo d
(min
CV K= =
porta l’andam
simo, rispett
( )( )C
C
m
m
V t
V t= −
( ) (m
m
P tt
P=
500 2000 250
t (h)
Figura 51.
il massimo
erità climatic
( ) *, CK t Vμ
della ( )CV t
( )* *, Ct Vμ
mento delle
to al tempo c
min
min
max
C
C
m V
V
−−
)max
mt
0 3000 3500
P
V
praticament
a estivo per
con il termi
funzioni CV
corrente t :
4000 4500
( )mP t
( ),*C mV t
te allo stesso
r la relazion
ine ( *,K tμ
( ) m
C CmV t V−
o tempo t e
e tra le due
) *
CV .
min
e presentino
e
o
52
Sempre conformemente al modello proposto per l’energia cumulata:
( ) ( ) ( ) min
C C
E t tP tt V t V
b b = = −
si riporta il grafico delle funzioni ( )mE t
b e ( ) min
C Cmt V t V − , normalizzate con il loro valore
massimo, rispetto al tempo corrente t .
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
( )mE t
b ( )mE t
b
( ),*C mtV t
( ),*C mtV t
t (h)
Figura 52.
Anche in tale rappresentazione le due funzioni raggiungano il massimo praticamente allo stesso tempo t e presentano un andamento simile. Si può quindi ragionevolmente affermare che il legame tra le variabili energetiche ( )P t e ( )E t e le
corrispondenti variabili climatiche rappresentate da ( )CV t e ( )CtV t continua a sussistere anche per
0 t T≤ ≤ . Valutiamo ora il grado di linearità di tale relazione.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
La descrizio
seguenti pe
È evidente ldell’indice d Analoghe cotaglio 1
wτ
one dei risult
er, rispettivam
(P
(E t
b
la coerenza ddi severità cl
onsiderazion.
tati, impiega
mente a (P
-0.5 -0.4
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
( )mt
0
0
2000
4000
6000
8000
)m
Equatio
Weight
ResiduaSquares
Adj. R-S
Q m
Q m
dei risultati dimatica este
ni è possibile
ando direttam
( )mt e a E
-0.3 -0.2 -0.1 0.0
CV
0 500
on y = a + b*x
No Weightin
al Sum of s
1.58246E8
Square 0.99797
V
Intercept
Slope 3
di calcolo ottso al tempo
fare analizza
mente le va
( )mt
b:
0 0.1 0.2 0.3 0
( ) ( ,C mV t K μ−
Figura 53.
1000
( ) (C mt V t K −
Value Standard Erro
0 --
3.9791 0.00292
Figura 54.
tenuti con lacorrente.
ando i risulta
riabili del m
0.4 0.5 0.6 0.7
)* *, Ct V
1500
)* *, Ct Vμ
struttura lin
ati ottenuti d
odello, forn
0.8 0.9 1.0
2000
neare sugger
dallo smooth
isce i grafici
rita dal mode
hing con freq
delle figure
ello
quenza di
e
54
Nel grafico della figura seguente si riportano, ad esempio, le curve normalizzate rispetto ai relativi valori
massimi, di ( )wP t e di ( ) min
,C C wwV t V − in funzione del tempo corrente:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
( )wP t
( )wP t ( ),*C wV t
( ),*C wV t
t (h)
Figura 54.
In questa scala di filtraggio si evidenzia, in maggior misura, il parallelo andamento di ( ),*C wV t e di ( )wP t
con un anticipo temporale delle variazioni del vettore climatico rispetto alle variazioni della potenza di climatizzazione cumulata di evidente significato fisico: la funzione forzante anticipa la funzione di risposta del sistema. Per valutare quantitativamente questo effetto è necessario mettere in risalto le variazioni nel tempo delle due funzioni operando una differenziazione numerica, riportata nel grafico della figura seguente:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500-0.0015
-0.0010
-0.0005
0.0000
0.0005
0.00100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
( )wd P t
dt ( )wd P t
dt
( ),*C wdV t
dt
( ),*C wdV t
dt
t (h)
Figura 55.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
L’andament
A meno di udiscreti), la dopo di chcorrelata a Si confermaannulla se sconsiderato
4.5.3 Gli det
Nei paragramodello line Ci soffermia
Sia:
L’espression
In termini ftempo per i
to del ritardo
(d P
d
t di ritadei pic
un punto anpotenza è ine è, in sostquesto fatto
a per tale viasi definiscon
o dal modello
intervalli teerminazione
afi precedeneare dell’ind
amo ora su u
ne rappresen
initi rappresil quale la si c
o è illustrato
0-36
-30
-24
-18
-12
-6
0
6
12
18
24
30
36
( )wt
dt
ardocchi di
omalo nella n ritardo sul tanza, in fas
o.
a che per perno potenza eo lineare del
emporali tipe dei tempi d
nti si sono idice di severit
un’altra pecu
nta, manifest
enta la variacalcola.
nel grafico d
500 1000
t di
fase iniziale,modulo del
se. La coinc
riodi di tempe vettore climl’indice di se
pici del perd’inizio e fine
illustrate alctà climatico
uliarità che co
( )C mV tΔ
tamente, la v
azione perce
della figura s
1500 2000 2
,CdV
dpicco di
Figura 56.
, per 500t ≅vettore climidenza temp
po sufficientematico come
everità climat
riodo di clime.
cune delle cesteso al tem
ontraddistin
( )( )
C
C m
d V t
V t
=
variazione lo
ntuale di tal
seguente:
2500 3000 35
( ),* wt
dt
0h , (la diffematico fino a
porale dei v
emente lunge grandezze tico.
matizzazione
caratteristichmpo corrent
gue le funzio
) min
min
C
C
m
m
V
V
− −
ocale relativa
e funzione r
500 4000
renziazione ècirca metà d
valori massim
hi l’effetto dintegrali est
e T e la lo
he delle fune 0 t T≤ ≤ .
oni ( )P t e
a della funzio
rispetto al va
è numerica del periodo dmi delle due
dell’inerzia dtese al temp
oro utilizzaz
zioni che de.
( )CV t .
one ( )CV t
alore che ess
e i dati sonodi calcolo Te funzioni è
ell’edificio sipo T , come
ione per la
efiniscono il
) min
Cm V − .
sa assume al
o
è
i e
a
l
l
56
Analogamente sia:
( ) ( )( )
mm
mP
dP tt
P tΔ =
Essa rappresenta la variazione locale relativa della funzione ( )mP t e rappresenta, in termini finiti, la
variazione percentuale di questa funzione rispetto al valore che essa assume al tempo per il quale la si calcola. I grafici delle figure seguenti riportano l’andamento nel tempo delle due funzioni ora definite:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500-0.010
-0.005
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
( )C mV tΔ
t (h)
Figura 57.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500-0.010
-0.005
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
( )mP tΔ
t (h)
Figura 58.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
È conferma
linea di zero
La potenza climatizzaziSuccessivampiccolo rate Raggiunto i Il vettore cl La rapprese
ed è riporta
Per l’arco
( )C mV t −
semilogaritm
ta l’analogia
o in corrispo
cumulata al one (grand
mente la vaeo, pur mant
l massimo, la
imatico, com
entazione su
ata nei grafic
CVΔ
temporale min
CV − e
mico è neces
a di comporta
ndenza del r
tempo t pre variazioneriazione perenendosi se
a potenza cu
me già osserv
u scala semil
ci delle figure
01E-5
1E-4
1E-3
0.01
( )mt
successivo
quindi anch
ssario consid
amento delle
raggiungimen
resenta una e assoluta rcentuale dempre positiv
umulata ha v
vato, present
ogaritmica d
e seguenti:
500 1000
I
o al raggiu
e ( )C mV tΔ
derarne il val
e due funzio
nto del mass
forte variaziin rapporto
ecresce velova (potenza c
ariazione pe
ta lo stesso c
di ( )C mV tΔ
1500 2000
II
t
Figura 59.
ngimento d
m , è negativ
lore assoluto
oni e si evide
simo di CV
one percento con la aocemente pecrescente).
ercentuale ne
comportame
m consente d
2500 3000
del massim
vo e per rap
o ( )C mV tΔ
nzia, inoltre,
( ) mi
Cmt V−
tuale positivancora picco
er raggiunge
egativa (pote
ento.
di evidenziar
3500 4000
III
o il differe
ppresentare
m .
, l’attraversain e di mP
a all’inizio deola potenzaere un decre
enza decresc
re queste ca
enziale del
quest’ultim
amento della
( )t .
el periodo dicumulata).
emento con
cente).
ratteristiche
la funzione
mo nel piano
a
i .
n
e
e
o
58
3400 3600 3800 4000 4200 4400
1E-6
1E-5
1E-4IV
( )C mV tΔ
t
III
Figura 60.
La rappresentazione su scala semilogaritmica di ( )mP tΔ è riportata nei grafici delle figure seguenti:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001E-5
1E-4
1E-3
0.01
III
II
( )mP tΔ
t
I
Figura 61.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Nei grafici d
la funzione
individuano
• interap
• intecos
• intecum
• intedell
mP
delle figure p
e che rappre
o quattro div
ervallo I : èidamente
ervallo II: tante
ervallo III: è mulata ervallo IV: èla potenza cu
340
1E-6
1E-5
1E-4
( )m t
I
precedenti si
esenta la va
ersi comport
è il periodo
è il periodo
il periodo co
è il periodo dumulata dop
00 3600
III
possono ind
ariazione un
tamenti:
di tempo t
o nel quale
orrispondent
di basso ratepo il raggiung
3800 40
IV
t
Figura 62.
dividuare i q
nitaria (PΔ
ransitorio in
la variazion
te all’intorno
eo finale delgimento del
00 4200
uattro interv
( )mt ha un
niziale nel qu
ne relativa d
o del raggiun
la variazionesuo valore m
4400
valli tempora
n andamento
uale la varia
decresce con
ngimento de
e relativa assmassimo.
ali I, II, III e
o particolar
azione relati
n un basso
el massimo d
sociato alla
IV nei quali
re e che ne
va decresce
rateo quasi
ella potenza
diminuzione
i
e
e
i
a
e
60
Gli stessi intervalli trovano perfetta corrispondenza nella funzione ( )C mV tΔ , come illustrato nelle figure
di confronto seguenti:
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001E-5
1E-4
1E-3
0.01
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001E-5
1E-4
1E-3
0.01
( )C mV tΔ
( )C mV tΔ
t
II
III
( )mP tΔ
( )mP tΔ
t
I
Figura 63.
3400 3600 3800 4000 4200 4400
1E-6
1E-5
1E-4
3400 3600 3800 4000 4200 4400
1E-6
1E-5
1E-4
( )C mV tΔ
( )C mV tΔ
t
( )mP tΔIV
III
( )mP t
t
Figura 64.
È evidente, allora, che è possibile utilizzare gli intervalli caratteristici di ( )
C mV tΔ , parametro meramente
climatico, per determinate un tempo convenzionale d’inizio e fine della climatizzazione connessi però con la potenza cumulata e con la sua variazione percentuale nel tempo:
• il tempo di inizio, st , si potrà situare al confine tra l’intervallo I e l’intervallo II
• il tempo di fine, et , si potrà situare al confine tra l’intervallo III e l’intervallo IV.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
4.5.4 Una La determinesegue affid
5 procedimenpercorso, maconoscenza.
a possibile p
nazione del tdandosi ad u
(CVΔ
(P tΔ
(CVΔ
(mP
nto euristico:a che si affida
roposta per
tempo d’inizun procedime
01E-5
1E-4
1E-3
0.01
01E-5
1E-4
1E-3
0.01
)mt
)mt
I
3400
1E-6
1E-5
1E-4
3400
1E-6
1E-5
1E-4
)mtIII
)t
un metodo d
a all’intuito e
determinare
zio e del temento euristic
500 1000500 1000
st
I
36003600
et
di approccio allo stato tem
e i tempi con
mpo di fine cco5 illustrato
1500 20001500 2000
t
II
t
Figura 65.
3800 43800 4
t
I
t
Figura 66.
alla soluzionmporaneo delle
nvenzionali t
onvenzionalnelle figure s
2500 30002500 3000
( )C mV tΔ
( )mP tΔ
000 4200000 4200
Δ
ΔIV
ne dei probleme circostanze
s e et .
e del periodseguenti.
3500 4003500 400
m
III
m
44004400
( )C mV tΔ
( )mP tΔ
mi che non see conoscenze
do di condizio
0000
egue un chiae, al fine di ge
onamento si
aro e rigorosoenerare nuova
i
o a
62
Si individuano semplicemente sui grafici le intersezioni delle curve di ( )C mV tΔ e ( )
C mV tΔ con le loro
pseudotangenti (o rette di compenso) negli intervalli temporali II e III; l’ascissa di questi punti definisce ste et . 4.5.5 I risultati della determinazione dei tempi convenzionali st e et . La procedura precedente è stata applicata ai dati climatici relativi a sette località italiane esplorando il range dei valori del modulo del vettore climatico calcolati per l’intero territorio nazionale e tenendo conto della zonizzazione proposta in questo lavoro. Le località considerate sono, nell’ordine decrescente della severità climatica estiva:
• Agrigento • Napoli • Ancona • Milano • Vicenza • Belluno • Aosta
I risultati ottenuti per il tempo convenzionale st d’inizio del periodo di climatizzazione estiva sono riportati, nei grafici delle figure seguenti, in funzione sia del valore massimo del modulo del vettore climatico
corrente, ( )maxCV t sia del suo valore finale ( )CV T sul quale è basata la zonizzazione proposta.
I punti di calcolo riportano altresì una banda di errore (incertezza) stimata dell’ordine di 48 h. Si osserva la rapida diminuzione del valore di st (il tempo convenzionale di zero è, ricordiamolo, il 15 aprile)
all’aumentare della severità climatica nel campo ( )max1.6 1.8CV t≤ ≤ o, in alternativa ( )1.5 1.75CV T≤ ≤
e la diminuzione più lenta nel campo ( )max 1.8CV t > o ( ) 1.75CV T > con l’ovvio significato del
progressivo anticipo dell’inizio della necessità di climatizzazione estiva all’aumentare della severità climatica.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
I grafici dell
et in funzio Si nota il rap
( )1.6 CV t≤
(1.75 CV<un progress
st
t
le figure segone delle stes
pido aument)max 1.8≤ o
( ) )1.9C T ≤sivo aumento
1.5800
1000
1200
1400
1600
1800
1.4800
1000
1200
1400
1600
1800
st
uenti riportasse variabili c
to del tempoo (1.5 CV≤
) e, infine, la
o del tempo
1.6 1.7
1.5 1.6
ano i risultatclimatiche.
o di fine clim) 1.75T ≤ ,
a rapida cresc
di fine della
1.8 1.9
( )maCV t
Figura.67.
1.7 1.8
( )CV T
Figura 68.
ti ottenuti pe
matizzazione la pratica st
cita per (CV
necessità di
9 2.0
ax
1.9 2.0
er il tempo d
all’aumentartabilizzazion
)max 1.95t > climatizzazi
2.1 2.2
2.1
di fine del pe
re della sevee di et per
( )( CV T >one.
eriodo di clim
erità climaticr (1.8 CV t<
)1.9 con il s
matizzazione
a nel campo)max 1.95t ≤
significato di
e
o
i
64
1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.23100
3150
3200
3250
3300
3350
3400
3450
3500
3550
et
( )maxCV t
Figura 69.
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.13100
3150
3200
3250
3300
3350
3400
3450
3500
3550
( )CV T
et
Figura 70.
4.5.6 La determinazione della durata della stagione di climatizzazione estiva nelle zone climatiche. Dal punto di vista di una prossima applicazione normativa, in analogia con quanto già operante per la stagione di climatizzazione invernale, è necessario prefissare la durata della stagione di climatizzazione estiva nelle zone climatiche, proposte in questo lavoro, per l’intero territorio nazionale.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Pur dando tempi d’inirappresentaintroduce uD’altra partconsiderareovviare a qad una riclaPoiché la zoclimatico va
funzione de
Nel grafico
valutazione
Nel grafico
climatiche e
“calda”, la
climatico sit
per scontatzio e fine dazione discrena perdita dte poiché i de dati convenuesti casi, co
assificazione onizzazione alutato per u
ella variabile
della figura
e di st per il p
t
della figura
e la valutazio
E, si è riten
tuato a 23
a l’applicabidella necessetizzata (un sdi informaziodati climaticnzionali di rifome già fattodelle localitàestiva è stat
un arco temp
( )CV T o p
seguente è
punto centra
1.4800
1000
1200
1400
1600
1800 0
st
seguente è
one di et pe
nuto opportu
tra il limite i
ilità del metità di climatsolo valore dni sulle singo
ci di partenzferimento, do per la zonià interessateta effettuataporale pari a
più brevemen
riportata la
ale della ripa
1.5 1.6
11
80
h
BA
165
0 h
riportata, a
er il punto c
uno valutare
nferiore dell
todo propostizzazione e
di st e un soole località.za sono statifformità posizzazione cli
e. a impiegandoa T , occorre
nte CV .
a sovrapposiz
artizione dell
1.7 1.8
95
0h
995
h
DCB
( )CV T
Figura 71.
nalogament
entrale della
e et in corri
la classe e il
sto, che suggestiva, questolo valore di
i dettati dalssono semprmatica inver
o come variaerà consider
zione del gr
e zone:
1.9 2.0
91
2h95
0 h
ED
e, la sovrapp
a ripartizione
spondenza d
massimo val
gerisce una o presuppo
et per la sin
la normativare esistere inrnale, provve
abile climaticare i risultat
afico st con
2.1
giug
no
ma
ggio
91
2 h
posizione de
e delle zone
di un valore
ore nazional
variazione cone il passagngola zona cl
a UNI 10349n alcune locaedendo, eve
ca il moduloti ottenuti pe
n le zone clim
el grafico et
A, B, C. Per
del modulo
le del modul
continua deiggio ad unaimatica) che
9 e sono daalità. Si potràntualmente,
o del vettoreer st e et in
matiche e la
con le zone
r la zona più
o del vettore
lo :
i a e
a à ,
e n
a
e
ù
e
66
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.13100
3150
3200
3250
3300
3350
3400
3450
3500
3550
351
2 h
( )CV T
et
0 A B C D E
ago
sto
sette
mbr
e
325
0 h 334
2 h
336
0 h
336
0 h
Figura 72.
La tabella seguente riassume i risultati ottenuti:
Zona climatica st (h) Data st et (h) Data et A 1650 22 giugno 3250 28 agosto B 1180 3 giugno 3342 1 settembre C 995 26 maggio 3360 1 settembre D 950 24 maggio 3360 1 settembre E 912 22 maggio 3512 8 settembre
Tabella 6.
È opportuno stabilire la data d’inizio e fine del periodo di climatizzazione estiva riferendosi alle settimane del mese anziché al giorno del mese in modo da tenere conto sia delle incertezze dovute ai calcoli numerici effettuati sia a quelle implicite introdotte dai dati climatici impiegati per la valutazione del modulo del vettore climatico in quanto, come già precisato, si è utilizzato l’algoritmo weather generator di TRNSYS 16 per disporre dei dati orari a partire dai dati medi mensili della norma UNI 10349-94. Di conseguenza la situazione finale proposta è quella riportata in tabella, dove si considera la fine della settimana indicata per il tempo d’inizio della climatizzazione e l’inizio della settimana indicata per il tempo di fine climatizzazione:
Zona climatica Settimana st Settimana et A 3agiugno 4a agosto B 1a giugno 1a settembre C 3a maggio 1a settembre D 3a maggio 1a settembre E 3a maggio 2a settembre
Tabella 7.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
5 Conc Nel lavoro driportata urazionale chSeverità Cli“ponderarelocalità stesterritorio inÈ altresì prodeterminazparallelo coSia la nuovproposti al (recepimenpreparazion
clusioni
degli stessi ana propostahe teneva cmatica degli
e” la zona clissa; la nuova
nteressato. oposto un mione del tem
on quanto giàva zonizzazio
Ministero dto della
ne.
autori svoltoa di zonizzaconto della d stessi autormatica di att
a zonizzazion
metodo, del mpo d’inizio à vigente il pone che la ddello Svilupp
direttiva 2
per la preceazione estivadispersione ri. Nel presetribuzione d
ne è quindi d
tutto origine fine legaleperiodo invedeterminaziopo Economic010/31/UE
edente annua del territodei risultatinte lavoro èi ogni singol
dipendente d
ale e ancorae della stagiornale.
one della duco al fine d
sull’efficien
ualità della Rorio naziona ottenuti tr
è rivista la ma località co
dall’intensità
a basato sulone di raffres
urata della si inserirli n
nza energet
icerca di Sistale basata samite la meetodologia d
on la superficenergetica c
l’Indice di Sescamento, in
stagione di rnei decreti a
ica negli e
tema Elettricsu un criteretodologia ddi zonizzaziocie abitativa connessa co
everità Climn modo da c
raffrescameattuativi delledifici) attu
co, era statario statisticodell’Indice dione al fine di
media dellan la parte di
atica, per laompletare il
nto sarannoa L.90-2013
ualmente in
a o i i
a i
a l
o 3 n
68
6 Appendice 1
6.1 Studio della funzione ( )CV t
L’espressione utilizzata per la definizione della funzione denominata “modulo del vettore climatico”, limitando per semplicità il caso a due variabili, è della forma:
2 2( ) ( ) ( )Z t X t Y t= +
dove è: 0
( )
( )
t
x t dt
X tt
=
e 0
( )
( )
t
y t dt
Y tt
=
Esaminiamo, separatamente, il comportamento delle funzioni componenti la ( )Z t . Sia, per ( )X t :
( ) ( )x t a sen t Aω ϕ= + + ,
con a , A e ϕ costanti. Questa funzione di t rappresenta una variazione sinusoidale, di ampiezza a, periodo T e pulsazione
2T
πω = , fase ϕ (fase temporale tϕϕ
ω= ), intorno ad un valore costante A:
e vuole rappresentare una variazione giornaliera “ideale “della temperatura dell’aria esterna intorno ad un
valore medio costante (in figura è: 1a = , 1A = , 24T = , 12πω = , 0.75ϕ = , 9tϕ π= ).
5 10 15 20t
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
xt
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
La funzione
Se 0ϕ = è
In figura, as
Si osserva csmorza rapiPer 0ϕ ≠
Si illustrano
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
X 2t
0.5ϕ = +
2 ( )X t sar
2X
è:
ssumendo a
che, dopo uidamente co è, invece:
o, in tal caso,
50 10
rà allora:
02 ( )
t
t
x=
= 1, A = 1,
un notevole
on t per tend
alcune situa
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
X 2t
00 150
2
( )x t dt
t
=
lim
limt
t
→∞
→
12πω = e
“overshoot
ere al valore
2
2
0
lim (
lim (t
t
X
X→∞
→
azioni con dif
50
200t
[a coA +
2
2
0
m ( )
m ( )
X t
X t∞
→
=
=
0.0ϕ = si h
t” iniziale de limite 2A a
2( )
( ) (
t A
t A a
=
= +fferenti fasi
ϕ
100
0.5
1.0
1.5
2.0
X 2
( )os co
t
ϕω
−
2
2
A
A
ha:
al valore limall’infinito.
2)a senϕ
ϕ :
0.5ϕ = −
150
50
t
( ))os tϕ ω+
mite 2A per
200t
100
2)]
r t = 0, l’os
150
scillazione si
200t
i
70
1.0ϕ = −
2.0ϕ = −
Per tutti i valori di 0ϕ ≠ l’“overshoot” si presenta sempre, esaltandosi per i valori positivi della fase. Per
2
πϕ ≥ l’“overshoot” si pone sempre più vicino dell’origine e raggiunge il massimo valore per 2
πϕ =
nell’origine. Per 2
πϕ = − in corrispondenza dell’origine il valore della funzione, per i parametri anzidetti,
va a zero. Lo smorzamento, al progredire di t, è sempre sensibile.
2
πϕ = 2
πϕ = −
50 100 150 200t
1
2
3
X 2t
50 100 150 200t
0.5
1.0
1.5
X 2t
50 100 150 200t
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
X 2t
50 100 150 200t
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
X 2t
50 100 150 200t
0
1
2
3
4
X 2t
50 100 150 200t
0.0
0.5
1.0
1.5
X 2t
1.0ϕ = +1.0ϕ = +
2.0ϕ = +
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Analizziamo Sia, per (Y
1( )y t y=
1( )b
y tπ
=
2 ( )y t B=
La 1( )y t ra
24T = , p
alla rappres
0.0ϕ = ,
La 1( )y t vorizzontale h ) rispettorappresenta
La 2 ( )y t
negativa di
tϕϕ
ω= =
tempo di pe
2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
ycant
o ora l’altra c
( )t :
2( ) ( )t y t+
[2
bsen ω
π+
2B BT T
τ τ+
appresenta l
pulsazione ωsentazione ca
1b = , ω
vuole rappre(andamento
o ad un vaato dalla fun
rappresenta
i ampiezza
22
T= − = −
ermanenza d
2 4
componente
)
0( 3 )]t tω +
1
[2
2n
sen
T n
ττ
∞
=
la serie di Fo
2T
πω =
anonica di Fo
12πω = ,
esentare la o sinusoidalelore medio zione 2 (y t, infatti, tale
B, periodo
02t rispetto
del valore B
6
( )Y t di Z
1
2
n
cb o
π
∞
=
−
][
nT ncos
T
τ
τ
ourier di una
e fase ϕ =ourier con fa
10n =
variazione “e durante il d
di irradianz) .
e valore me
24T = , p
alla rappres
e periodo T
8
( )Z t .
2
[2 (
[(2 )
n t
n
os ω−
0( 2 ]n t tω −
a sinusoide a
3 2π= (fas
ase nulla dell
ϕ
“ideale” giordì, 6 h < t < 1za solare (co
edio come la
pulsazione
sentazione ca
T ( duty-cycl
wt
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
y1t
03 )]
1]
t+−
]
ad una semio
e temporale
la sinusoide
3 2πϕ = ,
rnaliera dell’18 h, e valoreostante dur
a serie di Fo
2T
πω =
anonica di Fo
le Tτ ) par
2 4
onda positiva
e tϕϕ
ω=ad una semi
1b = , ω
’irradianza se nullo duranante il dì, n
ourier di un
e fase ϕ =
ourier con fa
i a 1/2 .
4 6
a di ampiezz
34Tω = =
onda positiv
12π= , n
solare su unnte la notte,nullo durant
n’onda retta
π= − (fase
ase nulla) e
8 10
a b, periodo
03t rispetto
va).
10=
na superficie, 18 h < t < 6te la notte)
ngolare non
e temporale
rapporto tra
12wt
o
o
e 6 )
n
e
a
72
0.0ϕ = , 1B = , 12πω = , 20n = , 1
2Tτ = ϕ π= − , 1B = , 12
πω = , 20=n , 12T
τ =
La funzione 2 ( )Y t sarà allora:
1 2
0 0
2 2
2 ( )
1 ( 3(4 ) 4 [ ]) [ ] 2 [3 ] [4 ] 2 [5 ] 2 [7 ](
2 6 9 30 25 492 [9 ]
( ) [
2 [11 ] 2
8
( ) ( )]
1 121
t t
Y t
B t b t B b bcos t sen t Bsen t bsen t Bsen t Bsen t
tBsen t Bsen t
y
B
t dt y t y t
t t
se
dt
ω ω π ω ω ω ω ω ωω π π π π π π
ω ωπ π
= = =
− + ++ + + − − +
− + −
+
2
[13 ] 2 [15 ] 2 [17 ] 2 [19 ])
169 225 289 361
n t Bsen t Bsen t Bsen tω ω ω ωπ π π π
+ − +
Si sono considerate sufficienti, nell’integrazione, solo due armoniche per 1( )y t , mentre ne sono
necessarie almeno venti per una rappresentazione di 2 ( )y t considerata adeguata . In queste condizioni è:
( )
2
2
0
2
2
102
2
2
1 22128676 1 23( ) ( )2 14549535 2 1
lim ( )
1lim ( ) lim 0
2
li
5
2m ( )
t
t cn
t
Y t per un numerodi armoniche finito
Y t B b c per un numerodi armonicheinfini
B b
B
to
Yb
t
π π
π
→
→ →→∞
→∞
=
= − − =
=
− + −
+
+
Assumendo 1 1= =B ,b si ha:
2
0
2
2
lim ( ) 0.0
lim ( ) .61 1
02
7π
→
→∞+
≅
= ≅
t
t
Y t
Y t
2 4 6 8wt
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
y2 cant
2 4 6 8 10 12wt
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
y2t
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
In figura è m
Anche in q
l’oscillazion
6.2 CONC
La funzion
componentnotevole“ovalore medfunzione A
sarà dettat
temperaturTemperatur
mostrato l’an
questo caso
e si smorza r
NCLUSIONI
e composta
ti: in prossimovershoot” edio. Le oscil(t) per la X
to da A (t)
ra ( ){T t X≡ra T:
0 24 480
5
10
15
20
T media
ndamento di
si osserva c
rapidamente
a ( )Z t =mità di t = 0e con il cresllazioni mod
X (t) e della f
e da 2 (y t( )}X t e del
10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Y2t
[Tcu
m/t]
2
72 96 120 144 168 19
t
2 ( )Y t con
che, dopo u
e con t per te
2 ( )X t Y+0 l’ampiezzacere di t le o
duleranno qunzione 2 (y)t . I grafici
ll’irradiazion
20 3
-24 0 24 48 7
0
20
40
60
80
100
[]
92 216 240 264 288 312 3
queste posiz
un “oversho
endere al va
2 ( )Y t ripr
delle oscillaoscillazioni duesto valor( )t per Y (t
seguenti il
e ( ){H t ≡
30 40
-6
-4
-2
0
2
4
6
De
lta T
72 96 120 144 168 192 2
t
336
zioni:
oot” iniziale
lore limite
rodurrà le
azioni sarà adecresceranne medio cht). In altre pa
lustrano la
( )}Y t indic
50 60
0 12 246
4
2
0
2
4
6
216 240 264 288 312 336
e dal valore 2
1 1
2 π+
all’
caratteristic
alta con la pno e si stabilhe dipenderàarole il “tren
situazione p
ati.
70wt
36 48
t
limite zero
’infinito.
he delle d
possibilità, inizzeranno inà dall’andamnd” della fu
per gli anda
60 72
per t = 0,
ue funzioni
noltre, di unntorno ad unmento dellanzione Z (t)
amenti della
,
i
n n a )
a
74
Irradiazione H:
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
H m
ed
io
t
0 12 24 36 48 60 72
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Del
ta H
t
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
[H C
um/t]
2
t
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
7 Appe 7.1 Cons Avevamo vi
un tempo t In tutti i cas
(*384
1.25
h t
K μ≤ ≤
≤ Riportiamo
e l’analogo
endice 2
siderazioni
isto che la co*t in corrispo
si esaminati s
)* *
416
, 1C
h ov
t Vμ≤
≤
nella figura
per Belluno
i sul termin
ondizione di
ndenza del q
si è osservat
* 4
1.65
vvero t
ovver
=
seguente, pe
01.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
( )C mV t
01.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
( )C mV t
ne inerziale
potenza cum
quale era CV
o che:
( )*
400 4%
,
h
ro K tμ±
er esempio,
500 1000 1
t* = 390h
500 1000 1
t*=412 h
e ( , )K tμ
mulata di cli
( )* mC Ct V=
) * 1.45CV = ±
il grafico del
1500 2000 2500
KV
t
Figura2-1.
1500 2000 2500
t
KVc* =1
Figura2-2.
imatizzazion
(min ,K μ=
14%±
l modulo del
3000 3500 4
Vc*=1.51671
3000 3500 4
.2532
e estiva (P
)* *
Ct V con V
vettore clim
000 4500
000 4500
( ) 0t = si ve*
CV cost= .
matico per Na
erificava per
apoli:
r
76
Il modello lineare dell’indice di severità climatica, applicato per l’intero periodo di osservazione
4392T h= , comportava che fosse:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( )
* *
*
,C C C C
C
P TV T K T V V T k V
bk V cost
μ μ
μ
= − = −
=
La relazione lineare era stata calibrata [1] per 20 località e 4 tipologie di edificio differenti per massa e esposizione solare: il valore ( ) * 1.468Ck Vμ = era stato infatti ottenuto tramite fitting lineare ai minimi
quadrati di tutti i risultati puntuali ottenuti dai 20x4 calcoli dinamici effettuati per le varie configurazioni. Il valore ottenuto è quindi da considerare un valore mediato affetto però da una limitata dispersione:
( ) * 1.468 5%Ck Vμ = ± nei casi esaminati.
Questo risultato confermava che, per un tempo di calcolo sufficientemente lungo, l’effetto delle variazioni dell’inerzia e, di conseguenza, delle variazioni di energia accumulata dall’involucro e dall’aria in esso contenuta a causa delle differenti condizioni climatiche esterne di partenza in corrispondenza dell’inizio della climatizzazione, era limitato. Ne risulta anche giustificato l’utilizzo di tale approssimazione per la zonizzazione estiva del territorio italiano. Rinunciando a questa visione integrale e volendo esplorare il funzionamento del modello per 0 t T≤ ≤ , occorre considerare con maggior attenzione l’influenza dell’inerzia dell’edificio e delle sue condizioni iniziali con riferimento all’energia accumulata fino all’intervento dell’impianto di climatizzazione. Se si vuole considerare esplicitamente questo effetto, si deve scrivere:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )min
min *CC C C
P T T V TV V T k V
b b b
ηη μ
Π − Π= = − = −
dove ( )P T è la potenza cumulata di calcolo valutata con il calcolo dinamico, ( )TΠ la potenza cumulata
“ideale” necessaria per portare il sistema alle condizioni climatiche identificate da ( )CV T a partire da una
condizione climatica ideale indicata da 0CV = e, infine min
CVη è la potenza cumulata di base in
corrispondenza di min
CV . Per quanto riguarda il termine η , che è una costante dell’edificio, dovrà essere:
( ), ,pf C cη = V
dove per C si intende la capacità termica dell’edificio, e pc e V sono rispettivamente il calore specifico a
pressione costante dell’aria e il volume dell’aria interna.
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
Per ogni ed
climatiche e
Per il tempo
L’identificaz
vettore clim
Il fattore ineall’energia i Per tutte le
contro (cV
Si osserva cmassimo.
dificio, infat
esterne rappr
o corrente t
(P t
b
zione, vista
matico minCV
erziale dipeniniziale accum
sette localit
( )maxt .
V
che il minim
tti, il fattore
resentate da
si scriverà a
) ( )t t
b
Π −=
nei paragrafn , in corrispo
nde, giacché mulata dall’e
tà esaminate
1.51.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
minCV
Equa
Weig
Residof Sq
Adj.
Vcm
Vcm
mo del modu
e inerziale ηmin
CV , propr
allora:
min
CV
b
η−=
fi precedenti
ondenza del q
(K
è *
CV cos=edificio, dive
e, il grafico d
1.6 1.7
ation y = a + b*x
ght No Weighting
dual Sum quares
0.00152
R-Square 0.98435
in Intercept
in Slope
ulo del vetto
min
CVη deve
io per il suo
( ) tV
bη
Π−
i, del termin
quale si avev
( )*, CVt
Vμ =
st , direttamrsa da localit
della figura se
1.8 1.9
g
2
5
Value Standard Error
0.004 0.0786
0.766 0.04316
( )maxCV t
Figura 2-3.
ore climatico
crescere in
significato fi
(min
C CV V t=
ne ( *,K tμva potenza c
*
minC
C
V
V
mente da mCV
tà a località.
eguente ripo
9 2.0
minCV
r
6
6
o è ben corr
maniera lin
sico.
) ( ,K tμ−
) *
CV con il
umulata nul
min , cioè da
orta l’andam
2.1 2.2
fitting lineare
elato linearm
neare con le
)* *
Ct V
minimo del
la, comporta
un valore pr
mento del ter
mente con i
e condizioni
modulo del
a:
roporzionale
mine minCV
il suo valore
i
l
e
e
78
Consideriamo le relazioni seguenti, d’immediata derivazione da quanto detto:
( )( ) ( )
( ) ( )
( )( ) ( )
( )( )
*
*
*
*
min
min
max
max
, 1
, 1
C
C
C
C
K t V
k k V
V t a bV t
a bV tK t
k k V
μμ μ
μμ μ
=
= +
+=
Se si considera che è mediamente ( ) * 1.468Ck Vμ = , si può rappresentare nel grafico della figura
seguente il rapporto tra il fattore inerziale del modello al tempo corrente con quello derivato dall’approccio integrale per l’intero tempo T .
1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.20.80
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
1.15
( )maxCV t
( )( )
*,K t
k
μμ
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of Squares
8.44236E-4
Adj. R-Squ 0.98372
Value Standard Error
Vcmin/ kVc Intercept -0.007 0.05107
Vcmin/ kVc Slope 0.5292 0.02776
Figura 2-4.
Il grafico, apparentemente, riporta le stesse informazioni di quello precedente, anche se è concettualmente differente. A conferma di quanto già detto sulle differenze tra fattore d’inerzia valutato al tempo T e quello valutato
dal modello a tempo corrente 0 t T≤ ≤ , Il valore medio di ( )( )
*,K t
k
μμ
, nel campo di ( )maxcV t esplorato e
considerato rappresentativo della distribuzione nel territorio nazionale, è ( )( )
*,0.96
K t
k
μμ
=
, prossimo
quindi al valore unitario, con una variazione massima di circa il 15%± .
ACCORDO DI PROGRAMMA MSE-ENEA
8 Rifer Technical re [1] TerrinonPrima applicdell’Italia peENEA Techn [2] Terrinonapplicazione [3] Terrinonclassificazion [4] Terrinoninvolucro ed [5] Terrinoncertificazion [6] Terrinonla regolame(RT/2008/20 Papers [7] Terrinon rego gior Man [8] Terrinon ana fini Con [9] Terrinon
anasum
[10] Terrino Sum aim Perf [12] Terrino Clim con Inte
rimenti b
eports:
ni Luciano, Sigcazione dell’
er la regolameical Report (R
i Luciano, Sige dell’indice d
ni Luciano, Signe estiva deg
i Luciano (20dilizio ai fini d
ni Luciano (2ne energetica
i Luciano (20ntazione dei
0/TER).
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mmer air cond
ni Luciano, Simmer air con
ed at zoninformance & I
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ditioning enernational Co
bibliograf
gnoretti Paol’indice di seventazione deRT/2010/18/
gnoretti Paolodi severità cli
gnoretti Paolgli edifici. ENE
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2006). Applic in edilizia. EN
08). Un appr consumi en
Iatauro Domne dei consli agli indic
onference, Pa
Signoretti Paazione di un tizzazione es
ma 26-27 Mag
gnoretti Paolplication of a ditioning of b
ignoretti Paonditioning of ng the Italia
ndoor Climat
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i severità climermici della ra
cazione di uNEA Technica
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menico (201WEATHER”.E
omenico (20Report (RT/2
matica: sul caadiazione sol
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9). Definiziontici derivanttà climaticagno, 2009
o Domenico,verità climat
edifici Procee
omenico, Roerity index aimernational Jou
omenico, Romefinition, anaProceedings
gs
omenico, Romummer climags. CLIMA 2a 6-19 giugno
meo Carlo, FeEATHER” per vanti dalla cli
1). Edifici del NEA Technica
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lcolo della suare. ENEA Te
azionale per/2006/587/T
zione delle zoimatizzazione
ne delle zoni dalla clim
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meo Carlo, Fmed at zoningurnal of Heat
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