Presentazione validazione software per calcolo energetico edifici

Anno accademico 2012/2013

Validazione di un software di calcolo commerciale per la certificazione

energetica degli edifici mediante un caso studio redatto dal CTI

Relatore prof. Natale ArcuriCorrelatore ing. Roberto Bruno

Candidato Gesufatto Colosimo

Validare un software di calcolo commerciale per la certificazione energetica degli edifici.

OB

IET

TIV

O

Candidato Colosimo Gesufatto

OBIETTIVI

Individuare eventuali errori per contribuire al miglioramento del software.

Verificare condizione necessaria per ottenere certificazione CTI.

Errore massimo commesso nel calcolo del Fabbisogno stagionale di energia primaria per riscaldamento, non superi il ±5% del valore ottenuto applicando la norma UNI TS 11300.

Soft

war

e es

amin

ato


Il software in esame è stato sviluppato dalla GeoStru e prende il

nome di B.E.S.T. (Building Energy Sizing Techniques)

B.E.S.T.

Fase 1

Fasi

del

lavo

ro sv

olto Ricerca legislativa e

approfondimento normetecniche da utilizzare.

Fase 3

Costruzione Cartella Excel e compilazione con dati del caso studio 1E.

Fasi del lavoro svolto

Confronto risultatiExcel vs caso studio 1E.


Fase 2

Fase 4

Fasi

del

lavo

ro sv

olto

Fase 5

Calcolo con software BEST e confrontoBEST vs Cartella Excel.

Eventuali errori e conclusioni.


Fasi del lavoro svolto

Leg

isla

zion

e E

urop

aDirettiva 2002/91/CE

EPBD (Energy Performance Buildings Directive)

32%

27%25%

13%2% 1% Trasporti

CivileIndustriaServiziAgricolturaAltro

Consumo di energia primaria dell'Unione europea (2010) Fonte Eurostat


Leg

isla

zion

e E

urop

aDirettiva 2002/91/CE

EPBD (Energy Performance Buildings Directive)

Obbligo attestato di certificazione energetica (ACE) per la costruzione, la compravendita o la locazione di un

edificio.


Leg

isla

zion

e E

urop

aThe

“Umbrella document”


Leg

isla

zion

e E

urop

aDirettiva 2010/31/UE

19 maggio 2010

Tassello per piano 20-20-20

“… entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione dovranno essere a energia quasi zero …”

ACE APE


- 20% gas serra + 20% risparmio energia+ 20% energia rinnovabile

Leg

isla

zion

e It

alia

1976 Legge 373 del 30/04/1976Si limitano le dispersioni dell’edificio e si introducono alcuni dati climatici.

1991 Legge 10 del 09/01/1991si introduce l’obbligo della relazione tecnica e della certificazione energetica.


Legislazione italiana

Leg

isla

zion

e It

alia D.P.R. 412 del 26-08-1993

decreto attuativo dell’articolo 4 della legge 10. Norme per la progettazione, installazione, esercizio e manutenzione degli impianti termici degli edifici per contenere i consumi di energia.

D.Lgs. 192 del 19-08-2005 attua la direttiva EPBD


2006 -D. Lgs. 311 del 29-12-2006 modifica il decreto 192 nell’articolo 2 che disciplina l’obbligo dell’attestato di certificazione energetica per edifici o impianti esistenti.

Legislazione italiana

2005

1993

Leg

isla

zion

e It

alia


-D.P.R. 59 del 2 aprile 2009 nuovo quadro di disposizioni obbligatorie.-Decreto Ministeriale 26-6-09 “Linee guida nazionali per la certificazione energetica”.

-D. Lgs n. 63 del 4-06-13

-Legge 3 agosto 2013 2013

2009

Legislazione italiana D.lgs. 30 maggio 2008, n.115Metodologie di calcolo della prestazione energetica degli edifici e degli impianti. Riconoscimento dei soggetti abilitati alla certificazione energetica degli edifici.

2008

Nor

me

tecn

iche


Norme tecniche di riferimento

UNI/TS 11300-1 Prestazioni energetiche degli edifici-parte 1Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione invernale.

UNI/TS 11300-2 Prestazioni energetiche degli edifici-Parte 2Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale.

Cas

o st

udio

Caso studio 1E – Villetta unifamiliare

Pianta piano terra climatizzato


Cas

o st

udio

Sezione Edificio


Caso studio 1E – Villetta unifamiliare

Cas

o st

udio


Dati di contesto dell'edificioDestinazione d’uso prevalente Abitazione ad uso civileTipologia E,1Numero di appartamenti 1Numero di piani riscaldati 1Numero di piani non riscaldati 2 (interrato e sottotetto)Comune Milano (MI)Gradi Giorno 2404 - Zona climatica ETemp. esterna di progetto invernale - 5 °CInizio periodo convenz. di riscaldamento 15-ottFine periodo convenz. di riscaldamento 15-aprNumero di giorni di attivazione 183Numero di ore di attivazione 24 ore/giornoComposizione del terreno Argilla o fangoConduttività termica del terreno [W/mK] 1,5

Cas

o st

udio

Variabile Metodo di calcolo

Tipo di valutazione A2 – Valutazione standard (asset rating)

Imputazione della superfici disperdenti Interne al netto dei divisori

Imputazione delle trasmittanze termiche delle superfici opache

Ricavate dai Prospetti dell’Appendice A della UNI TS 11300-1

Imputazione delle trasmittanze termiche di porte, di vetri e telai dei componenti finestrati Trasmittanze note fornite dal costruttore

Calcolo dello scambio termico per trasmissione attraverso i ponti termici Secondo la UNI EN ISO 14683

Calcolo fattori di correzione dello scambio termico tra ambienti climatizzati e non climat. Secondo il Prospetto 5 UNI TS 11300-1

Calcolo dello scambio termico verso il terreno Non necessario in questo caso

Calcolo della capacità termica interna Secondo il Prospetto16 UNI TS 11300-1

Calcolo del rendimento di distribuzione Secondo Prospetti 21 UNI TS 11300-2

Calcolo del rendimento di generazione Secondo Prospetti 23 UNI TS 11300-2


Car

tella

Exc

el


Conforme alle norme UNI TS11300-1-2 è dettagliatamente descritta nell’Allegato B.

- comprendere al meglio i calcoli previsti dalla norma;

- avere un maggior numero di dati da confrontare con i risultati del programma.

Cartella Excel

E’ stata realizzata per

Cas

o st

udio

vs E

xcel

UNI 11300-1 Fabbisogno di energia termica stagionale periodo di riscaldamento.

QHtr QH,ve Qint Qsol QH,nd 0

150003000045000600007500090000

105000120000135000 Caso studio Excel

Errore-0,02%

Errore-0,16%

Errore1,00%

Errore0,00%

[MJ]Errore-0,08%


Cas

o st

udio

vs E

xcel

QP,H [KWh]0

10000

20000

30000

40000

50000

Caso studio

Excel

[KW

h]

Caso studio Excel Errore %QP,H [KWh] 48002 47886 -0,24%

ηg,H[-] 0,655 0,655 0,00%


UNI 11300-2 Fabbisogno di energia primaria stagionale periodo di riscaldamento.

Soft

war

e B

.E.S

.T.

B.E.S.T.(Building Energy Sizing Techniques)

Linee Guida nazionaliin conformità al DPR N°59/09 e alle

Norme tecniche UNI TS 11300-1-2 e 4


Il programma opera secondo le

Soft

war

e B

.E.S

.T.



Soft

war

e B

.E.S

.T.

B.E.S.T.


Soft

war

e B

.E.S

.T.



B.E

.S.T

. vs E

xcel

Genna

io

Febbra

ioMarz

oApri

le

Ottobre

Novem

bre

Dicembre

Period

.Risc

ald.0

35007000

10500140001750021000245002800031500

BEST Excel

QH,nd [KWh]Mese BEST Excel Error%

Gennaio 7773 7651 1,60%Febbraio 5826 5727 1,73%Marzo 3920 3842 2,03%Aprile 787 1001 -21,36%

Ottobre 1067 1404 -24,02%Novembre 4768 4690 1,66%Dicembre 7179 7067 1,59%Periodo di

riscald. 31321 31382 -0,19%

Fabbis. ideale energia termica per riscaldamento [KWh]

[KWh]


B.E

.S.T

. vs E

xcel

Genna

io

Febbra

ioMarz

oApri

le

Ottobre

Novem

bre

Dicembre

Period

.Risc

ald.0

5000100001500020000250003000035000400004500050000

BEST Excel

QP,H [KWh]Mese BEST Excel Error%

Gennaio 11084 11214 -1,16%Febbraio 8555 8631 -0,87%Marzo 6284 6279 0,09%Aprile 1664 1861 -10,54%

Ottobre 2019 2384 -15,30%Novembre 7107 7139 -0,45%Dicembre 10269 10379 -1,06%Periodo di

riscald. 46985 47886 -1,88%

Fabbis. di energia primaria per riscaldamento [KWh]

[KWh]


B.E

.S.T

. vs E

xcel

Genna

io

Febbra

ioMarz

oApri

le

Ottobre

Novem

bre

Dicembre

Period

.Risc

ald.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

BEST Excel

ηg,H[-]Mese BEST Excel Error%

Gennaio 0,701 0,682 2,79%Febbraio 0,681 0,664 2,63%Marzo 0,624 0,614 1,94%Aprile 0,473 0,538 -12,10%

Ottobre 0,528 0,589 -10,29%Novembre 0,671 0,657 2,12%Dicembre 0,699 0,681 2,67%Periodo di

riscald. 0,667 0,655 1,72%

Rendimento medio stagionale impianto di riscaldamento[-]


Err

ori i

ndiv

idua

tiProbabili errori individuati dai confronti sono riportati nell’allegato A

Aprile e ottobre errori maggiori.

BEST utilizza le temperature della UNI 10349 non mediate per i mesi parzialmente riscaldati.


Err

ori i

ndiv

idua

tiFab. energia termica per riscaldamento [KWh]

[KW

h]

Aprile Ottobre0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Excel con T corretta BEST Excel con T usata in BEST


Err

ori i

ndiv

idua

ti

Aprile Ottobre0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Excel con T corretta BEST Excel con T usata in BEST

[KW

h ]


Fab. energia primaria per riscaldamento[KWh]

Err

ori i

ndiv

idua

tiMaggiori errori per la UNI TS 11300-2

L’errore è imputabile ad un bug informatico nel menù “generatore” del programma.


Con

clus

ioni

ConclusioniBEST ha ottenuto un fabbisogno stagionale di energia primaria per il riscaldamento inferiore dell’1.88% rispetto a quello calcolato con Excel.

Il CTI prescrive un errore massimo accettabile di ±5% valutato sul fabbisogno stagionale di energia primaria.

Per il caso studio in esame il software BEST rispetta i limiti prescritti dal CTI ed è perciò certificabile.


Con

clus

ione Sebbene il software si sia dimostrato

efficace per il caso studio 1E, dopo le correzioni suggerite nell’Allegato A, ulteriori prove dovranno necessariamente essere eseguite per stabilirne la validità anche per casi studio che implicano difficoltà maggiori.

Osservazione


Gra

zie

per

l’att

enzi

one

Grazie

per

l’attenzione.


Presentazione validazione software per calcolo energetico edifici

Engineering

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