Esercitazione PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA PER LA ... · Il Prospetto 2 dell’ UNI EN ISO 14683...

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Corso di Laurea in Edilizia Corso di Certificazione Energetica e Sostenibilità Edilizia a.a. 2012/2013 Esercitazione PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA PER LA DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA TERMICA PER IL RISCALDAMENTO V 2.0 Docente: Ph.D. Domenico Tripodi Assistente: Ing. Nunziata Italiano

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Corso di Laurea in Edilizia

Corso di Certificazione Energetica e Sostenibilità Edilizia

a.a. 2012/2013

Esercitazione PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA PER LA DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO

DI ENERGIA TERMICA PER IL RISCALDAMENTO V 2.0

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

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Q H,nd

Fabbisogno di energia termica per il riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

SCAMBIO TERMICO TOTALE QH,ht

TRASMISSIONE QH,tr

VENTILAZIONE QH,ve

Coeff globale di scambio termico

Htr,adj = HD+Hg+HU+HA

APPORTI TERMICI TOTALI Qgn

+

Extra-flusso della radiazione infrarossa

Fr,k Φ r,mn,k

+

Coeff globale di scambio termico

Hve,adj

INTERNI Qint

SOLARI Qsol

+

Flusso termico prodotta dalla sorgente di calore interna Φint,mn,k

Flusso termico prodotta dalla sorgente solare

Φsol,mn,k

- Fattore di

utilizzazione ηH,gn

x

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Climatici • Località • Zona climatica • Gradi giorno • Anno di costruzione

Dati progettuali dell’edificio

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Caratteristiche termofisiche dell’involucro

• Chiusure verticali opache • Chiusure verticali trasparenti • Ponti termici

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

Geometrici

• Superficie utile • Superficie lorda • Altezza netta • Altezza lorda • Volume netto • Volume lordo

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Si definisce come fabbisogno ideale di energia termica per il riscaldamento QH,nd l’energia richiesta per mantenere negli ambienti riscaldati la temperatura di progetto (fissata a 20°C), calcolata per ogni zona dell’edificio e per ogni mese, come:

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • QH,ht è lo scambio termico totale nel caso di riscaldamento [kWh]; • Qgn sono gli apporti termici totali, somma dei contributi al riscaldamento interni e solari [kWh]; • QH,tr è lo scambio termico per trasmissione nel caso di riscaldamento [kWh]; • QH,ve è lo scambio termico per ventilazione nel caso di riscaldamento [kWh]; • Qint sono gli apporti termici interni [kWh];

• Qsol sono gli apporti termici solari [kWh]; • ηH,gn è il fattore di utilizzazione degli apporti termici, ovvero la misura di quanto questi incidono sul resto del fabbisogno.

QH,nd = QH,ht - ηH,gn x Qgn

QH,nd = (QH,tr + QH,ve) - ηH,gn x (Qint + Qsol)

FABBISOGNO DI ENERGIA TERMICA PER RISCALDAMENTO

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1. CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI PER TRASMISSIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Per ciascun mese del periodo di riscaldamento, gli scambi termici per trasmissione si calcolano:

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • Htr,adj è il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno [W/K]; • θint,set,H è la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento della zona considerata pari a 20° C secondo la norma UNI/TS 11300-1; • θe è la temperatura media mensile dell’ambiente esterno, ricavata dalla norma UNI 10349 Prospetto VI [°C]; • Fr,k è il fattore di forma tra il componente edilizio k-esimo e la volta celeste; • φr,mn,k è l’extraflusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste dal componente edilizio k-esimo, mediato sul tempo; • t è la durata del mese considerato, espressa in ore [h].

QH,tr = Htr,adj x (θint,set,H – θe) x t + (Σk Fr,k Φr,mn,k) x t

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[kWh]

norma UNI 10349 Prospetto VI [°C] 20° C

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1.1 Coefficiente globale di scambio termico per trasmissione La trasmissione di calore da una zona termica avviene: verso l’area esterna, verso il terreno, verso altre zone climatizzate e non. Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione si ricava come:

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • HD è il coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente esterno [W/K]; • Hg è il coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno [W/K]; • HU è il coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati [W/K]; • HA è il coefficiente di scambio termico per trasmissione verso altre zone dell’edificio climatizzate a temperatura diversa [W/K].

Htr,adj = HD + Hg + HU + HA

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1.1.1a HD – Coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente esterno

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Superfici opache

HD = HD,o + HD,f

HD,o = Σk Ac,k Uc+pt,k

Dove: • Ac,k è l’area del componente opaco [m2]; • Uc+pt,k è la trasmittanza del componente opaco, maggiorata per la presenza di eventuali ponti termici [W/m2K]. Per edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, per alcune tipologie edilizie, lo scambio termico attraverso i ponti termici può essere determinato forfetariamente secondo quanto indicato nel Prospetto 4 della norma UNI/TS 11300-1.

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

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1.1.1b HD – Coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente esterno

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • Ac,k è l’area del componente opaco [m2]; • Uc,k è la trasmittanza termica dell’k-esimo componente dell’involucro edilizio [W/m2K]; • Ψk è la trasmittanza termica lineica del k-esimo ponte termico lineare; • Ik è la lunghezza lungo la quale si applica Ψk; • Χj è la trasmittanza termica puntuale del j-esimo ponte termico puntuale.

Superfici opache

HD = HD,o + HD,f

HD,o = Σ Uc,k Ac,k +Σ Ψk Ik + Σ Χj

Il Prospetto 2 dell’ UNI EN ISO 14683 fornisce i valori di progetto di Ψ basati su tre sistemi di valutazione delle dimensioni dell’edificio: - Ψi dimensioni interne, misurate tra le superfici interne finite di ogni ambiente in un edificio (escluso lo spessore delle partizioni interne); - Ψoi dimensioni interne totali, misurate tra le superfici interne finite di ogni ambiente in un edificio (incluso lo spessore delle partizioni interne); - Ψe dimensioni esterne, misurate tra le superfici esterne finite degli elementi esterni dell’edificio.

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1.1.1c Ponti termici – uso delle dimensioni esterne

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Figura 1: Edificio che mostra la posizione e le tipologie di ponti termici che si verificano di frequente in un edificio in accordo con lo schema riportato nel Prospetto 2 dell’UNI EN ISO 14683.

Figura 2: Dettaglio del ponte termico – tipo angolo – con strato isolante principale nella parte intermedia. Prospetto 2 dell’UNI EN ISO 14683.

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HD,o = Σ Uc,k Ac,k +Σ Ψk Ik

Figura 3: Zoom dell’appartamento in cui sono individuati i ponti termici.

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1.1.1d HD – Coefficiente di scambio termico diretto per trasmissione verso l’ambiente esterno

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

HD = HD,o + HD,f

Dove: • Aw,p,k è l’area del componente trasparente [m2]; • Uf,k è la trasmittanza del componente trasparente [W/m2K]

HD,f = Σk Aw,k Uf,k

Superfici Trasparenti

[W/K]

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1.1.2 Hg –Coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione verso il terreno

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • A è l’area dell’elemento[m2]; • Uf è la trasmittanza termica della parte sospesa del pavimento (tra l’ambiente interno e lo spazio sottopavimento) [W/m2K]; • btr,g è dato dal Prospetto 6 della norma UNI/TS 11300-1.

Hg = A x Uf x btr,g

Per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, il coefficiente di accoppiamento termico in regime stazionario tra gli ambienti interno ed esterno è dato:

Tabella 3: Fattore di correzione btr,g – Prospetto 6 della norma UNI/TS 11300-1

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1.1.3 HU – Coefficiente di scambio termico stazionario per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • Aiu è l’area del componente edilizio sull’ambiente non climatizzato [m2]; • Us,iu è la trasmittanza termica del componente edilizio sull’ambiente non climatizzato [W/m2K]. • btr,x per edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comumque di informazioni più precise, i valori del fattore btr,x si possono assumere dal Prospetto 5 della norma UNI/TS 11300-1.

HU = Aiu x Us,iu x btr,x

Il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione HU, tra il volume climatizzato e gli ambienti esterni attraverso gli ambienti non climatizzati è dato:

[W/K]

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Tabella 4: Fattore di correzione btr,x – Prospetto 5 della norma UNI/TS 11300-1

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1.2 Fattore di forma per l’extra flusso termico della radiazione infrarossa verso la volta celeste

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

L’extra flusso termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste è definito secondo UNITS/11300-1 come:

Σk Fr,k Фr,mn,k

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

Dove: • Fsh,ob, dif è il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo alla sola radiazione diffusa, pari a 1 in assenza di ombreggiature da elementi esterni; • S è l’angolo di inclinazione del componente sull’orizzonte.

1.2.1 Il fattore di forma tra componente edilizio e la volta celeste

cos S = 1 per S = 0° coperture orizzontali

cos S = 0 per S = 90° pareti verticali = 1

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • Rse è la resistenza termica superficiale esterna del componente, determinata secondo la UNI EN 6946; • Uc,k è la trasmittanza termica del componente, [W/m2K]; • Ac,k è la superficie di scambio del componente edilizio k-esimo [m2]; • hr è il coefficiente di scambio termico esterno per irraggiamento [W/m2K]; • ε è l’emissività per irraggiamento termico di una superficie esterna; • Δθer è la differenza tra la temperatura dell’aria esterna e la temperatura apparente del cielo [K], pari a 11 K secondo la norma UNI/TS 11300-1.

L’extra flusso termico dovuto alla radiazione infrarossa verso la volta celeste del componente edilizio k-esimo, mediato sul tempo, è dato:

Ф r,mn,k = Rse x Uc,k x Ac,k x hr x Δθer

1.2.2 Extra flusso termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste

Σk Fr,k Фr,mn,k

0,04 m2K/W 11 K

hr = 5 ε = 4,5 W/m2K per ε = 0,9 per materiali da costruzioni; hr = 5 ε = 4,185 W/m2K per ε = 0,837 per i vetri;

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2. CALCOLO DEGLI SCAMBI TERMICI PER VENTILAZIONE NEL CASO DI RISCALDAMENTO Per ciascun mese del periodo di riscaldamento, gli scambi termici per ventilazione si calcolano:

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Dove: • Hve,adj è il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione della zona considerata, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno [W/K]; • θint,set,H è la temperatura interna di regolazione per il riscaldamento della zona considerata pari a 20° C secondo la norma UNI/TS 11300-1; • θe è la temperatura media mensile dell’ambiente esterno, ricavata dalla norma UNI 10349 Prospetto VI [°C]; • t è la durata del mese considerato, espresso in ore [h].

QH,ve = Hve,adj x (θint,set,H – θe) x t [kWh]

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norma UNI 10349 Prospetto VI [°C] 20° C

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2.1 Coefficiente di scambio termico per ventilazione

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

La normativa prevede dei ricambi d’aria dipendenti dall’occupazione dei locali e dalla loro destinazione d’uso in maniera tale da garantire un’adeguata qualità dell’aria. Il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione si ricava come:

Hve,adj = ρaca x (Σk bve,k qve,k,mn )

Dove: • ρaca è la capacità termica volumica dell’aria; • qve,k,mn è la portata mediata sul tempo del flusso d’aria k-esimo; • bve,k è il fattore di correzione della temperatura per il flusso d’aria k-esimo.

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

Dove: • fve,t,k è la frazione di tempo in cui si verifica il flusso d’aria k-esimo; • qve,k è la portata sul tempo del flusso d’aria k-esimo;

qve,k = n x Vnetto

70% Vlordo

1 1200 [J/m3K]

1

0,3 vol/h

[W/K]

Conversione 1 J = 1/(3600) Wh

[m3/h]

[m3/h]

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

3. CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI INTERNI Gli apporti di calore interni sono dipendenti dal metabolismo degli occupanti, dal calore dovuto alle apparecchiature elettriche presenti e all’illuminazione. Per ogni zona dell’edificio e per ogni mese, gli apporti termici si calcolano con la seguente formula:

Qint = {Σk Φint,mn,k } x t + {Σl (1 – btr,l) Φint,mn,u,l } x t [kWh]

Dove: • Φint,mn,k è il flusso termico prodotto dalla k-esima sorgente di calore interna, mediato sul tempo [W]; • btr,l è il fattore di riduzione per l’ambiente non climatizzato avente la sorgente di calore interna l-esima; • Φint,mn,u,l è il flusso termico prodotto dalla l-esima sorgente di calore interna nell’ambiente non climatizzato adiacente u, mediato sul tempo [W]; • t è la durata del mese considerato, espresso in ore [h].

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

3.1 Flusso termico prodotto da sorgenti interne di calore Per gli edifici di categoria E.1 (1) e E.1 (2) (abitazioni), aventi superficie utile di pavimento Af minore o uguale a 170 m2, il valore globale degli apporti interni, espresso in W, è ricavato come:

Φint,mn,k = 5,294 x Af – 0,01557 x Af2 [W]

• Af è la superficie utile calpestabile

Per superficie utile di pavimento maggiore di 170 m2 il valore di Φint,mn,k è pari a 450 W.

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

4. CALCOLO DEGLI APPORTI TERMICI SOLARI Gli apporti di calore solari derivano dall’irraggiamento medio della località interessata, dall’orientamento della superficie, dagli ombreggiamenti, dalle caratteristiche di assorbimento delle superfici ecc. Per ogni zona dell’edificio e per ogni mese, gli apporti termici si calcolano con la seguente formula:

Qsol = {Σk Φsol,mn,k } x t + {Σl (1 – btr,l) Φsol,mn,u,l } x t [kWh]

Dove: • Φsol,mn,k è il flusso termico k-esimo di origine solare, mediato sul tempo [W]; • btr,l è il fattore di riduzione per l’ambiente non climatizzato avente il flusso termico l-esimo di origine solare; • Φsol,mn,u,l è il flusso termico l-esimo di origine solare nell’ambiente non climatizzato adiacente u, mediato sul tempo [W]; • t è la durata del mese considerato.

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

4.1 Flusso termico di origine solare Il flusso termico k-esimo di origine solare, Φsol,k espresso in [MJ] si calcola con la seguente formula:

Φsol,k = Fsh,ob,k x Asol,k x Isol,k [kWh]

Dove: • Fsh,ob,k è il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per l’area di captazione solare effettiva della superficie k-esima; • Asol,k è l’area di captazione solare effettiva della superficie k-esima, con dato orientamento e angolo d’inclinazione sul piano orizzontale, nella zona o ambiente considerato [m2]; • Isol,k è l’irradianza solare media mensile, sulla superficie k-esima, con dato orientamento e angolo di inclinazione sul piano orizzontale [MJ/m2].

Conversione 1MJ = 1/3,6 kWh

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

4.1.1 Fattore di riduzione per ombreggiatura

Il fattore di riduzione per ombreggiatura relativo ad elementi esterni per l’area di captazione solare effettiva della superficie k-esima:

Fsh,ob,k = Fhor x Fov x Ffin

I valori dei fattori di ombreggiatura dipendono dalla latitudine, dall'orientamento dell'elemento ombreggiato, dal periodo di riscaldamento considerato e dalle caratteristiche geometriche degli elementi ombreggianti. Tali caratteristiche sono descritte da un parametro angolare, come evidenziato nelle figure 4 e 5. I tre fattori di ombreggiatura sono calcolati mediante interpolazione lineare dei dati tabellati nell’ Appendice D della norma UNI/TS 11300-1.

Figura 4: Angolo dell’orizzonte ombreggiato da un’ostruzione esterna UNI/TS 11300-1.

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

dove: • Fhor è il fattore di ombreggiamento relativo ad ostruzioni esterne; • Fov è il fattore di ombreggiamento relativo ad aggetti orizzontali; • Ffin è il fattore di ombreggiamento relativo ad aggetti verticali.

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Figura 6: Sezioni appartamento su cui sono individuate gli angoli formati dagli aggetti verticali (vedi figura in alto) e dagli aggetti orizzontali (vedi figura in basso) sulla mezzeria della componente vetrata.

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

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

4.1.2 Area di captazione solare

Asol,k = Asol,k,w + Asol,k,c [m2]

Dove: • Asol,k,w è l’area di captazione solare effettiva di un componente vetrato; • Asol,k,c è l’area di captazione solare effettiva di un componente opaco.

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

4.1.2a Area di captazione solare effettiva di un componente vetrato Gli apporti solari che giungono all’interno attraverso una vetratura dipendono, oltre dal tipo di vetro, anche dalla struttura del componente e dall’efficacia di eventuali schermature (es. tende, tapparelle). La norma richiede il calcolo di una superficie equivalente chiamata area di captazione solare effettiva Asol,k,w:

Asol,k,w = Fsh,gl ggl (1-FF) Aw,p [m2]

Dove: • Fsh,gl è il fattore di riduzione degli apporti solari relativo all’utilizzo di schermature mobili; • ggl è la trasmittanza di energia solare della parte trasparente del componente, definita dall’ UNI/TS 11300-1, vedi formula; • Fw è il fattore di esposizione; • ggl,n è la trasmittanza di energia solare totale per incidenza normale; • 1- FF è il fattore di correzione dovuto al telaio, pari al rapporto tra l’area trasparente e l’area totale dell’unità vetrata del serramento, pari a0,8; • Aw,p è l’area proiettata totale del componente vetrato (area del vano finestra).

1 0,8

ggl = Fw x ggl,n

0,9 Prospetto 13 dell’ UNI/TS 11330-1

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Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

4.1.2b Area di captazione solare effettiva di una parete opaca L’area di captazione solare effettiva della parete opaca dell’involucro edilizio Asol dipende dal colore del componente:

Asol,= asol,c Rse Uc Ac [m2]

Dove: • asol,c è il fattore di assorbimento solare del componente opaco, secondo la norma UNI/TS 11300-1; • Rse è la resistenza termica superficiale esterna del componente opaco, determinato secondo la UNI/TS 11300-1; • Uc è la trasmittanza termica del componente opaco [W/m2K]; • Ac è l’area proiettata del componente opaco.

0,04 [m2K/W]

asol,c

0,3 per colore chiaro della superficie esterna

0,6 per colore medio della superficie esterna

0,9 per colore scuro della superficie esterna

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

5. FATTORE DI UTILIZZAZZIONE DEGLI APPORTI TERMICI Il fattore di utilizzazione degli apporti termici per il calcolo del fabbisogno di riscaldamento si calcola secondo la norma UNI/TS 11300-1 come:

ηH,gn = (1- γH aH) / (1 - γH

aH+1) se γH >0 e γH≠1

Dove: γH= Qgn /QH,ht

• QH,ht è lo scambio termico totale (trasmissione + ventilazione) nel caso di riscaldamento [kWh]; • Qgn sono gli apporti termici totali, somma dei contributi al riscaldamento interni e solari [kWh]

Fabbisogno di energia termica per riscaldamento

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ηH,gn = aH / (aH+1) se γH=1

aH = aH,0 + τ / τH,0 secondo norma UNI/TS 11300-1 per il calcolo mensile

τ= ( Cm / 3600) / (Htr,adj + Hve,adj)

1 15 h

• Cm è la capacità termica interna misurata in kJ/K e determinata come il prodotto delle caratteristiche costruttive dei componenti edilizi, secondo il Prospetto 16 della norma UNI/TS 11300-1, e della superficie calpestabile Af .

τ è la costante di tempo termica della zona termica [h]

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ηg

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

Fabbisogno di energia termica per il riscaldamento

QH,nd

Fabbisogno globale di energia primaria per il riscaldamento

Qp,H

Fabbisogno di generazione Qg,IN

+

/

Fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli impianti di riscaldamento

Qaux,p

Perdite totali di emissione Ql,e

+

Perdite totali di regolazione Ql,c

Perdite totali di distribuzione Ql,d

+

Perdite totali di generazione Ql,gn

+

+

Fabbisogno di energia termica per il riscaldamento

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Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6. RENDIMENTO MEDIO STAGIONALE DELL’IMPIANTO DI RISCALDAMENTO Il rendimento medio stagionale dell’impianto termico è il rapporto tra il fabbisogno di energia termica per il riscaldamento invernale e l’energia sviluppata dalle fonti energetiche. La norma D.M. 26/06/2009 “Linee guida nazionali per la certificazione degli edifici” prevede che a partire dalle prestazioni dell’involucro edilizio si calcoli mediante la norma UNI/TS 11300-2 la prestazione del sistema edilizio-impianti in relazione allo specifico impianto termico installato. La prestazione energetica dell’edificio è misurata tramite il rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento:

ηg = QH,nd / Qp,H

Dove: • QH,nd è il fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento; • Qp,H è il fabbisogno globale di energia primaria per riscaldamento, da determinare [kWh].

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6.1 Fabbisogno globale di energia primaria per il riscaldamento Il fabbisogno globale di energia primaria è dato:

Qp,H = Qgn,IN + Qaux,p

Dove: • Qgn,IN è il fabbisogno di generazione [kWh]; • Qaux,p è il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli impianti di riscaldamento [kWh].

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

Il fabbisogno di generazione è definito secondo la seguente relazione:

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

Dove: • QH,nd è il fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento [kWh]; • Ql,e sono le perdite totali di emissione [kWh]; • Ql,c sono le perdite totali di regolazione [kWh]; • Ql,d sono le perdite totali di distribuzione [kWh]; • Ql,gn sono le perdite totali di generazione [kWh].

[kWh]

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6.1a Sottosistema di emissione I sistemi di emissione dell’energia termica sviluppata dal generatore possono essere diversi, ognuno con un rendimento diverso a seconda della tipologia. Il contributo delle perdite di emissione Ql,e è calcolato sulla base del rendimento di emissione ηe:

Ql,e = QH,nd x (1- ηe)/ηe

Dove: • QH,nd è il fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento [kWh]; • ηe è il rendimento di emissione.

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

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

Qe,IN = QH,nd + Ql,e

[kWh]

[kWh]

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6.1b Sottosistema di regolazione Il rendimento di regolazione è un parametro che esprime la deviazione tra la quantità di energia richiesta in condizioni reali rispetto a quelle ideali. Le perdite totali di regolazione Ql,c si calcolano come:

Ql,c = Qe,IN x (1- ηc)/ηc

Dove: • Qe,IN è il fabbisogno di emissione [kWh]; • ηc è il rendimento di regolazione, calcolato secondo il Prospetto 20 della UNI/TS 11300-2.

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

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

Qc,IN = Qe,IN + Ql,c

[kWh]

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6.1c Sottosistema di distribuzione Le perdite di distribuzione Ql,d vengono calcolate sulla base del rendimento di distribuzione ηd applicato al fabbisogno di regolazione Qc,IN secondo la formula:

Ql,d = Qc,IN x (1- ηd)/ηd

Dove: • Qc,IN è il fabbisogno di regolazione [kWh]; • ηd è il rendimento di distribuzione, calcolato secondo il Prospetto 21 della UNI/TS 11300-2,che riporta diverse tipologie di distribuzione.

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

Il fabbisogno di distribuzione è costituito dal fabbisogno di regolazione sommato alle perdite di distribuzione:

Qd,IN = Qc,IN + Ql,d

[kWh]

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6.1d Sottosistema di generazione Le perdite di generazione tengono conto delle caratteristiche del generatore e delle sue modalità di utilizzo, si calcolano con la seguente formula:

Ql,gn = Qd,IN x (1- ηgn)/ηgn

Dove: • Qd,IN è il fabbisogno di distribuzione [kWh]; • ηgn è il rendimento di generazione distribuzione, calcolato secondo il Prospetti 23 della UNI/TS 11300-2.

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

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

Qgn,IN = Qd,IN + Ql,gn [kWh]

[kWh]

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PROCEDURA DI CALCOLO ANALITICA

6.2 Fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli impianti di riscaldamento

Qp,H = Qgn,IN + Qaux,p

Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento

[kWh]

QH,aux = Waux,t x tgn

Dove: • Waux,t è il valore della potenza totale degli ausiliari, espresso in [W]; • tgn è il tempo di funzionamento del generatore, espresso in [h].

Il valore della potenza totale degli ausiliari è definita:

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

Dove: • Waux,pn è il valore della potenza degli ausiliari del generatore a bordo della caldaia, espresso in [W]; • Wgn,PO,pr è il valore della potenza della pompa primaria, espresso in [W].

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

Waux,pn= G + H x ΦPnn

Dove: • G, H, n sono i parametri ricavabili dall’Appendice B dell’ UNI/TS 11300-2; • ΦPn è la potenza termica utile nominale del generatore, espressa in [W], secondo dati di targa.

[kWh]

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