Impianti di climatizzazione

FATTORI CORRETTIVI (FATTORI DI ACCUMULO) E DI GRANDEZZE EQUIVALENTI PER VALUTARE GLIEFFETTI CAPACITIVI DELLE STRUTTURE CHE COMPONGONO UN EDIFICIO.

L'UNITA' TEMPORALE DI RIFERIMENTO E' IL GIORNO MENSILE PER IL PERIODO DI RAFFRESCAMENTO PER CUI IL CALCOLO VAEFFETTUATO SULLE 24h DELLA GIORNATA.

UN METODO DINAMICO (UNI 52016) E' UN METODO MOLTO PIU' DETTAGLIATO MA ANCHE ONEROSO DAUN PUNTO DI VISTA COMPUTAZIONALE, IN GRADO DI DETERMINARE IL CARICO TERMICO PER OGNI ORADELL'ANNO. Aprile Pagina 162

Abbiamo detto che il metodo Carrier e' caratterizzato da un approccio semistazionario. Abbiamo capito cheesso non fa riferimento a tutto il periodo di raffrescamento, ma solo a una giornata tipica di un mese che faparte del periodo di raffrescamento.

Per determinare gli effetti capacitivi delle pareti, e in particolare di quelle opache (solo su queste ultimevengono misurate le capacità termiche, essendo quelle dei vetri trascurabili), non si utilizza il

calcolo dell'atrasmittanza termica periodica, bensì una serie di fattori correttivi, chiamati fattori di accumulo. Questi fattori di accumulo, in funzione dell'esposizione, della massa termica della parete e del mese dell'anno, ci forniscono informazioni sugli effetti capacitivi che quella determinata parete riesce ad esercitare in termini di carico termico di progetto. Sono tutti valori tabellati. Inoltre, gli effetti capacitivi vengono anche considerati attraverso delle variazioni di temperatura equivalenti. In inverno il calore disperso attraverso una parete l'abbiamo calcolato come Q= U A ΔT. Per ogni elemento disperdente il calore disperso per trasmissione si calcola come sopra, con U trasmittanza termica stazionaria, A superficie dell'elemento disperdente e ΔT la variazione di temperatura che c'è tra ambiente interno e ambiente esterno. In estate questa stessa quantità di calore, che viene trasmessa attraverso questi elementi,

E' calcolata come Q = U A ΔT_eq, con ΔT_eq una modifica della variazione della temperatura tale che viene superata la difficoltà che il coefficiente di scambio termico U sia un valore costante e stazionario. U possiamo utilizzarlo in inverno, ma non d'estate. Il metodo Carrier ci permette di utilizzarlo d'estate usando il ΔT_eq. E' come se quest'ultima andasse a modificare il valore di U in modo da considerarlo come un parametro dinamico piuttosto che stazionario.

Il metodo alternativo a quello Carrier è il metodo dinamico, disciplinato dalla norma UNI 52016. Nel metodo dinamico ogni elemento che costituisce il nostro edificio viene schematizzato come un circuito elettrico equivalente, costituito generalmente da 5 resistenze e 2 capacità. Le resistenze tengono conto di come il calore viene trasmesso attraverso questi elementi, mentre le capacità tengono conto di come il calore venga accumulato all'interno delle pareti.

Dallo stesso circuito equivalente possiamo considerare sia gli aspetti di dispersione che gli effetti di accumulo termico. Per tale motivo il metodo orario è molto più dettagliato. Inoltre il metodo orario viene eseguito per tutte le ore di un mese. Per ogni ora del mese andremo a determinare un carico termico. Il carico termico di progetto sarà il più grande tra i carichi termici calcolati, che rappresenta appunto le condizioni più gravose a cui è soggetto un edificio. I dati necessari per una corretta valutazione dei carichi ambiente, utilizzando entrambi i metodi, sono: - Località climatica; infatti cambiano le prestazioni dell'edificio (cambiano le condizioni al contorno e quindi i dati climatici). In estate è fondamentale conoscere la radiazione solare. La temperatura dell'aria esterna è poco influente nel calcolo del carico termico estivo perché i ΔT sono piccoli. Se in inverno abbiamo 20.

°Call'interno e -3 °C all'esterno, il ΔT è di 23 °C. D'estate invece, avendo 26 °C all'interno e all'esterno 34 °C, il ΔT è di 8 °C, quindi è più piccolo. Per tale motivo tutti i fenomeni connessi alla trasmissione del calore attraverso gli elementi disperdenti hanno un impatto inferiore rispetto a quello che avviene in inverno, proprio perché le variazioni di temperatura sono più piccole.

- Piante e Sezioni dell'edificio da condizionare; per valutare volumetrie, superfici disperdenti e grandezze delle superfici finestrate

- Orientamento; fondamentale in estate per tenere conto dei carichi solari, che sono la principale forzante.

- Caratteristiche strutturali ed ottiche dei componenti opachi; trasmittanze e modalità con cui il sole riesce a passare le superfici trasparenti.

- Caratteristiche (termiche ed ottiche) dei componenti finestrati;

- Destinazione d'uso dei

locali; per la ventilazione e le portate di rinnovo. - Condizioni termo-igrometriche di progetto previste (INTERNE ED ESTERNE); - Numero di persone presenti o previste in ambiente; - Numero e tipo di lampade per l'illuminazione presenti in ambiente; - Numero e tipo di macchine elettriche installate in ambiente; (sono tutte sorgenti endogene) - Orario previsto di funzionamento giornaliero dell'impianto; (per la valutazione del carico orario massimo) - Informazioni sui locali circostanti, sottostanti e sovrastanti (se condizionati o riscaldati e a che temperatura); - Fluido termovettore a disposizione; - Disponibilità di vani tecnici per alloggiare i macchinari; in estate le macchine vengono poste sul tetto piano in maniera da non richiedere spazi aggiuntivi Aprile Pagina 163 Carico di progetto estivo: la radiazione solare attraverso i vetri Il contenuto più importante per definire il carico termico di progetto estivo è rappresentato dalla radiazione solare che entra.attraverso i vetri. Il vetro non si comporta sempre allo stesso modo in funzione del tipo di irraggiamento termico che incide sullo stesso. Il vetro è infatti un materiale selettivo: fa passare un irraggiamento termico a corta lunghezza d'onda mentre è opaco (τ=0) alla radiazione infrarossa. Tutto il calore che viene emesso dagli elettrodomestici e dalle persone è emesso nell'infrarosso. Nella pratica una finestra investita dalla luce solare farà passare il raggio stesso. Il sole riscalda le pareti interne che emettono calore nell'infrarosso, quindi il vetro bloccherà il calore all'interno della stanza, per cui si ha il surriscaldamento dell'ambiente. La caratteristica di un vetro di far passare la radiazione solare dipende soprattutto dai suoi parametri ottici, in particolare dal coefficiente di trasmissione. Non tutto ciò che incide esternamente sul vetro riesce a entrare dentro l'ambiente, in quanto una parte.viene riflessa, mentre un'altra viene assorbita dal vetro stesso. Solo una parte riesce a passare ed essa è da attribuire al coefficiente di trasmissione o trasmissività del vetro. Uno specchio, ad esempio, è completamente riflettente (ρ=1). Un vetro perfettamente trasparente è tale per cui τ=1, ma non esiste in natura. Solo il quarzo ha una τ dell'ordine del 92-93%. La trasmissività del vetro non è un parametro costante: non lo possiamo generalizzare per tutti i vetri. Per tale motivo è necessario conoscere le proprietà ottiche. La trasmissività dipende da come è fatto il vetro. In funzione della composizione chimica dello stesso cambia il coefficiente di trasmissione. Più è spesso il vetro, più il sole lo attraversa con difficoltà. Il parametro più importante di tutti è l'angolo di incidenza della radiazione solare. Le caratteristiche ottiche, unavolta definiti tutti i parametri fisici e chimici, non sono generalizzabili perché dipendono anche dall'angolo di incidenza della radiazione solare. Nelle condizioni ottime il sole deve incidere il vetro in maniera perfettamente perpendicolare. Dato che questa condizione avviene raramente, ogni volta che il vetro incide con un angolo diverso, il coefficiente di trasmissione si riduce. La τ è il coefficiente di trasmissione, mentre τ perpendicolare è il coefficiente di trasmissione che viene misurato supponendo che il sole sia perfettamente perpendicolare alla superficie trasparente. Ciò rappresenta la migliore condizione. Nella realtà il vetro avrà un valore di τ che sarà sempre più piccolo di τ perpendicolare. Abbiamo detto che il sole entra attraverso le finestre, riscalda le pareti ed esse, emettendo nell'infrarosso, producono un calore che non può più fuoriuscire all'esterno.

realtà non e’ così, perché anche le pareti hannodei parametri ottici, e tra essi c’e anche il coefficiente di riflessione ρ.Avendo pareti dipinte di bianco, e quindi con coefficiente di riflessione molto alto, entrando il raggio solareche colpisce le pareti stesse, esso non verrà completamente assorbito, bensì anche riflesso. Questa parteriflessa può di nuovo fuoriuscire attraverso la finestra. Ciò che riesce a passare dalla finestra non si trasformatutto in carico termico: una parte viene riflessa dalla parete stessa. Più e’ grande l’estensione della finestra, piùradiazione solare che sfugge nuovamente all’esterno può essere registrata.Questo avviene perché essendo una radiazione che non e’ stata assorbita dalla parete, non si e’ potutatrasformare in radiazione infrarossa, perciò rimane una radiazione a corta lunghezza d’onda e quindi

può essere riflessa o assorbita dalla superficie stessa. La quantità di radiazione trasmessa dipende dalla trasmissività del vetro. Inoltre, il vetro può anche influenzare il passaggio del calore attraverso la sua conducibilità termica. Alcuni tipi di vetri possono essere più isolanti, riducendo la perdita di calore verso l'esterno o l'ingresso di calore dall'esterno. È importante considerare questi fattori quando si progetta un edificio o si sceglie il tipo di vetro da utilizzare. La corretta selezione del vetro può contribuire a migliorare l'efficienza energetica dell'edificio e a ridurre i costi di riscaldamento e raffreddamento. In conclusione, le superfici trasparenti, come i vetri, possono comportarsi in modo diverso in relazione all'irraggiamento termico a causa della loro trasmissività e conducibilità termica. La scelta del vetro giusto può influenzare l'efficienza energetica di un edificio.è riflessa nuovamente all'esterno ed in parte assorbita. La rimanente quota è quella effettivamente trasmessa e dipende dall'angolo di incidenza dei raggi solari sul vetro. Al crescere dell'angolo d'incidenza aumenta la