Esercitazione di Fisica Tecnica e Impianti, certificazione energetica

°C °C W

20 -5 1358,10925

2 – CALCOLO CARICHI LATENTI INVERNALI

θi θe Qhum

°C °C W

20 -5 825,5622 44

5 Carichi termici invernali ed estivi

2 – CALCOLO CARICHI SENSIBILI ESTIVI

θi θe Vol Mvent Cp Qv

°C °C M Kg/s J/kgK W

3

26 31,9 350 0,0625 1000 368,75

θi θe Qtr

°C °C W

26 31,9 67,5207575

θi θe Qhum

°C °C W

20 -5 2307,459

CONCLUSIONI Inverno Estate

CARICHI SENSIBILI Si nota, come previsto, che i carichi invernali

risultano superiori a quelli estivi, soprattutto per

Carichi per ventilazione Qv 1562,5 368,75 quanto riguarda la ventilazione

Carichi per trasmissione Qtr 1358,10925 67,5207575

Carichi endogeni Qi 413,04

CARICHI LATENTI

Umidificazione Qhum 825,562228

Deomidificazione Qdhum 2307,45943 45

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

-OBIETTIVI

1. Scegliere la tipologia impiantistica per climatizzazione invernale ed estiva e indicarne le principli caratteristiche.

2. Dimensionare in modo semplificato le potenze del generatore di climatizzazione invernale ed estiva, i canali e le

tubazioni principali, e calcolare la potenza elettrica assorbita dalle pompe e dai ventilatori.

3. Scegliere la tipologia di generatore e di impianto per acqua calda sanitaria.

4. Indicare la posizione delle colonne montanti degli scarichi dei servizi.

5. Valutare il contributo da fonte rinnovabile (fotovoltaico e solare termico)

SCELTA DELLA TIPOLOGIA DI IMPIANTO PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE ED ESTIVA.

È stato scelto di inserire un impianto idronico, fluido termoreattore è l’aria, può essere utilizzato sia per il raffreddamento

estivo che per il riscaldamento invernale, in quanto il generatore è autonomo ed è una pompa di calore che funziona, per

quanto possibile, con l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico. Come terminali dell’impianto idronico abbiamo scelto i

pannelli radianti a pavimento. L’impianto deve essere progettato in modo accurato in quanto con il raffreddamento c’è

una maggior possibiltà di condensa. L’impianto assolve anche la produzione di acqua calda sanitaria.

Essendo un’impianto a tutta acqua permette solo il controllo delle sole condizioni termiche interne ai locali, quindi si

prevede che il ricambio d’aria avvenga in maniera naturale senza alcuna unità di trattamento dell’aria in quanto in un

edifcio residenziale un’impianto ad aria occuperebbe molto spazio inutilmente 46

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

IL SISTEMA DEL TERMINALE

-Pannelli radianti a pavimento

In questo tipologia impiantistica l’emissione del calore avviene mediante la struttura edilizia dal pavimento

ed il calore viene trasportato dalle tubazioni, inserite nella struttura stessa.Deve essere presente un buon

isolamento sia verso il basso, sia ai bordi tra pavimento e pareti verticali, in modo da poter ridurre

notevolmente gli effetti negativi dell’elevata inerzia, considerati spesso, come i principali limiti di questa

tipologia impiantistica. 47

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

DIMENSIONARE L’IMPIANTO

-Essendo un impianto idronico, sono state effettuate solamente le misurazioni del dimensionamento del

generatore invernale, del generatore estivo, del dimensionamento delle tubazioni principali e del

dimensionamento della pompa si calore, inoltre dato che non è presente l’aria i carichi per trasmissione e

per ventilazione rimangono invariati sia in inverno che in estate.

-CASO INVERNALE

La potenza termica del generatore è uguale alla somma dei carichi ηu termici fratto

CARICHI PER VENTILAZIONE

CARICHI PER TRASMISSIONE θi θe Vol Mvent Cp Qv φgn,H

θi θe Vol Mvent Cp ηu Qtr Kg/s J/kgK

°C °C M

°C °C M Kg/s J/kgK 3

3

20 -5 375 0,0625 1000 0,82 1358,1 20 -5 375 0,0625 1000 1562,5 3561,707

CASO ESTIVO La potenza frigorifera del generatore in estate è uguale a quella invernale però

bisogna includere anche i carichi dovuti alle rientrate solari e quelli dovuti: 48

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

CARICHI PER TRASMISSIONE CARICHI PER VENTILAZIONE

θi θe Vol Mvent Cp Qv φgn,H

θi θe Vol Mvent Cp ηu Qtr °C °C M Kg/s J/kgK

°C °C M Kg/s J/kgK 3

3

26 31,9 375 0,0625 1000 0,82 67,52076 26 31,9 375 0,0625 1000 368,75 1036,072

DIMENSIONAMENTO TRATTO PRINCIPALE DI TUBAZIONE IN USCITA DALLA CENTRALE TERMICA

Il calcolo va effettuato sia nel caso per l’invern ice H) che per l’estate (pedice C) e bisogna utilizzare la dimensione maggiore.

L'area è data dalla formula: D

φgn,H/

pacqua cpacqua Δb v1 v2 v φgn,H φgn,C A1 A2

C mm

256

1000 4186 5 1 3 6,41E-05 3,437703 3561,707 1036,072 1,64E-07 2,14E-05 49

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

POSIZIONAMENTO DEI PANNELLI RADIANTI E DELLE COLONNE DEGLI SCARICHI 50

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

-FONTI RINNOVABILI

P S Calcolo della potenza [kW] del fotovoltaico installata sulla

KW Mq copertura dell’edificio, S è la superficie in pianta dell’edificio.

1,23076923 80 Per calcolare l’area da disporre, dividiamo la potenza necessaria

per servire l’edificio, 1250 W, per la potenza di picco del singolo

pannello, 240 W, otteniamo così 17 pannelli, ogni pannello ha

un’area di 15 mq, l’area totale necessaria è quindi di 80mq. 51

6 Scelta della tipologia impiantistica e relativi dimensionamenti

Prestazioni dei collegamenti alla rete PV PVGIS stimati per la produzione di energia elettrica solare

Località: 45°36'59"40 N, 09°14'51"36 E,

Altitudine: 181 m a.s.l.,

banca dati di radiazione solare usato: PVGIS-classic

Potenza nominale dell'impianto fotovoltaico: 3,1 kW (silicio cristallino)

Le perdite stimate dovute alla temperatura e basso irraggiamento: 8,9% (con temperatura ambiente locale) la perdita

stimata a causa degli effetti di

riflessione angolare: 3,8%

Altre perdite (cavi, inverter ecc): 14,0%

Combinati perdite del sistema FV: 24,6%

VALORI PER LA PRODUZIONE DEI PANNELLI FOTOVOLTAICI

Ed: Produzione media giornaliera di energia elettrica dal sistema(kWh)

Ed: Produzione media giornaliera di energia elettrica dal sistema(kWh)

Em: Produzione media mensile di energia elettrica dal sistema (kWh)

Hd: Somma media giornaliera di irradiazione globale per metro quadro ricevuto dai moduli del sistema (kWh/m2) 52

Hm: Somma media di irradiazione globale per metro quadro ricevuto dai moduli del sistema(kWh/m2)

Comune di Ricerca della Commissione Europea Centro di Ispra, Italia

7 Certificazione energetica dell’edificio

-OBIETTIVI

Determinare la classe energetica di appartenza progetto nel corso dell’esercitazione.

-SVOLGIMENTO:

Attraverso il programma Termolog è stati sviluppato il certificato di prestazione energetica dell’edificio

progettato. Inserendo la collocazione, le diverse zone climatiche che costituiscono l’unità immobiliare, le

strutture e l’involucro, gli impianti invernali ed estivi, ad energia rinnovabile e non rinnovabile. Di seguito

riporto:

1. L’involucro: ogni parete è stata inserita con i valori calcolati nella fase 2, cosi come le superfici

trasparenti e poi ancora i ponti calcolati nella fase 3. 53

7 Certificazione energetica dell’edificio

Impianto di climatizzazione invernale: riscaldamento idronico con pannelli radianti annegati nel

pavimento. 54

7 Certificazione energetica dell’edificio

Impianto di climatizzazione estiva: riscaldamento tramite pompa di calore a compressione di vapore,

tramite splitters. 55

7 Certificazione energetica dell’edificio

Generatori finali:

con l’inserimento

di un impianto

fotovoltaico.

Indici di

prestazione:

superfici e volumi

principali e

fabbisogno

impianti 56

7 Certificazione energetica dell’edificio

Indici più precisi

sugli impianti

con relativo

grafico: 57

7 Certificazione energetica dell’edificio

CONCLUSIONI:

Il risultato ottenuto dalla certificazione energetica

certifica che l’edificio ha una classe energetica alta,

ovvero classe A3. Grazie al programma si è potuto

verificare fase per fase ogni tipo di dettaglio di

progettazione, ottenendo un buon risultato. Inoltre

essendo Termolog un programma molto complesso

non tutti i valori specifici calcolati sono stati inseriti del

tutto, soprattutto nella parte impiantistica, si ritiene

quindi che la classe potrebbe ancora migliorare.

Ritornando alle fasi progettuali si potrebbe migliorare

l’edificio diminuendo i ponti termici e rendere ancora

più specifica la scelta dei materiali delle stratigrafie. 58

7 Certificazione energetica dell’edificio

59

8 Verifica del fattore medio di luce diurna e scelta dell’impianto di illuminazione superficiale

-OBIETTIVI:

1. Determinare, per almeno 2 ambienti significativi del progetto, il fattore medio di luce diurna, verificandone il rispetto della

normativa vigente e commentando eventuali soluzioni migliorative dell’apporto di luce naturale nei locali considerati

2. Scegliere il tipo di sorgenti luminose (apparecchi illuminanti + lampade) previste all’interno del progetto ed effettuare un

dimensionamento di massima delle stesse per i 2 ambienti scelti al punto 1

-SVOLGIMENTO

Inizialmente è richiesto di calcolare il fattore medio di luce diurna per 2 locali significativi dell’edificio, il calcolo riguarda quindi

un illuminazione di tipo naturale; come nella fase 4, utilizziamo la cucina e il salotto. Esso deve risultare entro i limiti di norma,

quindi per gli edifici residenziali deve essere uguale o maggiore del 2%.

I locali interessati hanno queste caratteristiche.

Aree mq Aree mq

CUCINA SALOTTO

Parete est 15,3 Parete ovest 14,8 La cucina ha solo una finestra di dimensioni

Parete sud 13,3 Parete sud 22,9 ridotte

Coperture 16,2 Coperture 27,9

Parete interna Parete interna

10,88 10,88

1 1 Il salotto ha una portafinestra ed una finestra di

Parete interna Parete interna

6,12 11,9

2 2 dimensioni grandi.

Pavimento 12,3 Pavimento 22,4

Area tot 74,1 Area tot 110,78

Area solo Area solo

72,3 108,38

opaca opaca 60

8 Verifica del fattore medio di luce diurna e scelta dell’impianto di illuminazione superficiale

PORTAFINESTRA FINESTRA GRANDE FINESTRA PICCOLA

Ug 0,5 Ug 0,5 Ug 0,5

Ag (vetro finestra Ag (vetro finestra grande) 1,68 Ag (vetro finestra grande) 1,29

2,95

grande) At (telaio finestra grande) 0,24 At (telaio finestra grande) 0,28