Appunti Corso di efficientamento energetico

07/10/2015

Impostazione del corso con laboratorio, e progetto applicativo.

• Energetica ed impiantistica → casa bifamiliare da classificare dal punto di vista energetico e per farla arrivare a uno zero energy building quindi migliorare tutto.
• Esame = individuale su quanto fatto nel progetto; domande sul programma del corso.

2.1 Le condizioni al contorno meteoclimatiche

Edificio = condizioni dell’ambiente esterno + interno + impianti che mantengono le ci in f di quelle esterne + l’apporto energetico

1. Sistemi energetici sono caldaie, pannelli fotovoltaici ed eolico, pompe di calore.
2. CLIMA E FATTORI CLIMATICI I FATTORI DEL CLIMA AGISCONO SU → ELEMENTI DEL CLIMA

Il clima non è il tempo ma ciò che è nel lungo periodo ciò che viene influenzato da fattori cosmici e geografici.

Gli elementi del clima (temperatura, pressione, umidità) sono quelli che influenzano il tempo meteo.

I FATTORI COSMICI invece sono fattori spaziali.

Variabili meteoclimatiche =

• radiazione solare = flusso di energia solare per unità di tempo. W m²

L'irraggiamento è l'integrale nell'unità di tempo, espresso in kWh/m².

Un pannello solare si dimensiona calcolando i 5 che si hanno in un periodo che può essere annuale o giornaliero o altro.

Il concetto di potenza è relativo: una caldaia piccola spesso non scalda per questo ne prendiamo calore e potenza.

Radiazione solare si legge sulle curve di Planck.

ε_λ = potere emissivo monocromatico λ = lunghezza d'onda

Il valore massimo è il corpo nero ideale con T = 6000K.

L'emissione del sole è paragonabile a questo corpo nero.

Nel campo del visibile (0.38 ÷ 0.76 μm) ha il suo massimo nel centro del visibile.

Sotto lo 0,38 sono gli ultravioletti, sopra lo 0,76 gli infrarossi fino a 3 mm (nanometri).

L'ozono assorbe un po' l'ultravioletto, quando se l'ozono ha un basso livello può essere pericoloso.

L'aumento della CO₂ riduce la radiazione solare e quindi mantiene le calorie all'interno (effetto serra), la CO₂ agisce sulle lunghezze d'onda maggiore pertanto la radiazione solare per effetto dell'atmosfera (ceneri, nubi ecc.) provoca che il sole non è corpo nero.

Viene conto dell'invaranza termica standard dell’edificio.

Con -18° fuori devono esserci 20° interni. La temperatura di progetto dipende anche dalla quota: è un valore fisso e normato.

• Progetto estivo: Si deve tenere conto anche della rad solare e dell’affollamento interno del locale.

Entrambi i car (inv+est) sono di competenza del progettista.

A livello europeo si è cambiato il modo di fare il calcolo: non più la potenza massima ma quanto consuma l’edificio. In questo modo, si tengono conto anche delle soluzioni più passive, ovvero verandate, sud, schermature, ecc.

Dal 1978 circa si è iniziato a parlare di isolamento degli edifici.

Calcolo del consumo e non più la potenza come dato da

Nel progetto estivo si usano profili di aria esterna attiva.

Per la stima dei consumi non mi riferisco a quelle gravose ma

alle condizioni tipiche. Hanno introdotto il concetto di grado-giorno.

Il gg è estivo ed invernale: la norma ha introdotto il giorno medio mensile.

1. sono dei grafici differenziati x ogni città

Dipende anche dal fattore di vista dei corpi che scambiano.

La TMR entra in gioco quando teniamo conto della temp delle sup.

Il metabolismo energetico

Dipende da MET e CLO. Per persone diverse sono 0,8 MET e varia

a seconda del tipo di attività.

La resistenza espressa in clo dipende dal tipo di abbigliamento.

Indici PMV e PPD = sono dei volti medi presi sulle caratteristiche

di un ambiente:

• PMV è il soddisfacimento.
• PPD è il contrario.

L'equazione di FANGER permette di calcolare il PMV e PPD in base

ai parametri ambientali. L'intervallo ideale è fra -0,5 e 0,5.

Limiti di applicabilità del PMV = rilevanti x ambienti moderati ambienti

industriali o con delle superfici entrano nello scherm termico c.

Inoltre, anche i parametri standard devono rientrare in certi intervalli.

Il calcolo del PMV avviene tramite strumenti detti comfortometer.

Una cosa interessante è quanto evidenziato dallo strumento: restituisce

una mappa sull'utezzo degli ambienti e le zone di comfort e

discomfort.

- L'indice di temperatura operativa = media

dell'aria e temp media radiante. Non sarà altro che una media

fra le due temperature. Sulla temp. operativa si riferiscono le normative

europee, al compito quella Francese. Non sempre si usa il PMV ma

la temp. operativa lo è. è in alternativa al PMV.

Quanto bisogna ventilare? Dipende dalle fonti inquinanti e dalla

diluzione. In condizioni ordinarie bisogna rimuovere 5 l/s x

persona. Oggi la norma impone 7 l/s a persona + 0.7 l/s

per m² di superficie del locale.

Per passare da l/s a m³/h devo moltiplicare x 3.6.

ACCETTABILITÀ DELL'AMBIENTE

C'è la norma EN 15251 che prevede x gli edifici non residenziali 3 criteri progettuali:

• Criterio 1 → prestazionale → basato sulla diluizione dei bio effluenti.
• Cr. 2 → prescritto. La portata di ricambio dipende per persona o per metro quadro. È sempre quel valore di 7 l/s + 0.7 l/s X m².
• Cr. 3 → Ventilation on demand → usato in certe occasioni. Si usa quando l'inquinante pilota è la CO₂, ovvero in locali molto affollati. Fisseremo dei range con diverse dens in base alla funzione dell'ambiente.

Per gli edifici residenziali nella norma ci sono altri 3 criteri:

• Cr. 1 → estrazione aria dai locali di servizio. C'è il concetto di vcom, cioè un rapporto fra volumi di aria pulita e di aria interna. È un parametro che varia in base alle categorie.
• Cr. 2 → portata di aria esterna per aspirazione.
• Cr. 3 → aria da immettere nei locali nobili dell'abitazione.

21 ottobre 2015

Riprendiamo dal disegno della ventilazione meccanica controllata.

- Bocchette di estrazione

VMC a semplice flusso: l’edificio deve avere una ottima tenuta all’aria, quindi poca dispersione. Questo si verifica tramite il blower test. Per avere la certificazione Parnhaus, si devono tenere carico di ricambi d’aria compresi fra 0.2 e 0.5 ricambi/ora.

La VMC a semplice flusso ha un ventilatore meccanico che deve raccogliere l’aria a semplice flusso. È un detto ventilatore.

La VMC a doppio flusso ha preso il sopravvento su quella a semplice flusso. Sono due condotte e c’è il vantaggio di scambiare calore fra l’aria espulsa e quella immessa. Lo scambiatore pre-riscalda l’aria in entrata.

Nella foto ci sono quindi due condotti uno di estrazione e uno di immissione. Ogni ambiente ha una bocchetta di immissione e una di estrazione.

Velocità nel canale + ridotta x evitare rumori o vibrazioni!

Un esempio pratico: un abitazione con un sistema a doppio flusso.

Avremo canali verticali (di sole) ed orizzontale.

X il recuperatore di calore prevede un incrocio fra i due flussi ma senza mai miscelarlo.

Analsi di primo principio

si basa sul rendimento.

η = Q₂ / Q_A ovvero energia utile / energia fornita

I Q₂ è la parte di spera.

Esempio: combustibile da 1 MW

Rendimenti di bruciatori e caldaie < ad 1.

A sono’no delle perdite dovute ai eccessi di aria (dovuti x permettere la combustione oltre le' giusta quantità stechiometrica) e ai fumi al camino. L’inverso del rendimento è il consumo specifico.

• Biomasse e bio combustibili sono rinnovabili. Ma hanno sempre un lasso di tempo abbastanza lungo. La biomassa per esistere deve sfruttare il sole e gli effetti della fotosintesi
• risorse legnose
• residui vegetali ed animali
• coltivazioni apposite

Bruciare il legno riduce le emissioni di gas serra, il bilancio delle emissioni è ≈ a 0. Ottimi esempi sono il ceppato e il pellet.

Esempi di caldaie a legna o pellet. Il problema è lo stoccaggio del combustibile solido, in termine di peso e volume.

Ad esempio, se mi servono 16000 KWh/anno, posso risalire ai Kg di legno o combustibile che mi servono.