Confronto tra i due sistemi secondo normativa UNI EN 16798

Ulteriore verifica dell’ottenimento di condizioni interne molto simili è stato effettuato infine seguendo la procedura proposta dalla norma UNI EN 16798 (supera la UNI EN 15251) Appendice D, Metodo “Degree hours criteria” per il calcolo del “Weighting

Factor” Wf, un parametro che espresso in termini di ore equivalenti normalizza il ΔT con il quale l’impianto lavora al di fuori delle condizioni minime operative stagionali rispetto alle ore totali.

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760 Time [h]

Operative Temperature Helsinki (Eos-Radiant) [°C]

Livingroom Bedroom

Grafico 5.6 Confronto tra le temperature operanti per i due impianti nel caso di Helsinki, espresso come differenza tra i valori raggiunti dalla soluzione a tutta aria e la soluzione mista

istante per istante. Non si è interessati al confronto durante le mezze stagioni né durante l’estate.

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PROCEDURA DI CALCOLO UNI EN 16798:

Stabiliti da motivi di comfort rispettivamente il limite minimo consentito per la temperatura operante in regime di riscaldamento e massimo in regime di raffrescamento, come specificato dalla norma per edifici di tipo residenziale “Appendice B, edifici residenziali di categoria II”; valori a cui corrisponde un PPD<10% (numero di persone insoddisfatte nell’ambiente termico) e -0.5 ≤ PMV ≤ -0.5 (“Predicted Mean Vote”, un indicatore del grado di neutralità dell’ambiente termico nei confronti dell’individuo):

Tabella 5.2 Appendice B della norma UNI EN 16798: valori PPD% e PMV raccomandati per il progetto di sistemi di ventilazione meccanica e riscaldamento in differenti categorie di edifici.

Category Thermal state of the body as a whole

^{PPD % Predicted Mean Vote}

I < 6 - 0,2 < PMV < + 0,2

II < 10 - 0,5 < PMV < + 0,5

III < 15 - 0,7 < PMV < + 0,7

IV < 25 - 1,0 < PMV < + 1,0

Tabella 5.3 Appendice B della norma UNI EN 16798: valori di temperatura operante invernali ed estivi raccomandati per il progetto di sistemi di ventilazione meccanica, riscaldamento e

raffrescamento, per diverse tipologie di edifici residenziali.

Type of building/space Category Operative temperature, °C

Minimun for heating (winter season), approximately 1,0 clo

Maximum for cooling (summer season). Approximately 0,5

clo Residential buildings: living

spaces (bedrooms, drawing rooms, kitchens, etc.) Sedentary approximately 1,2 met

I 21 25,5

II 20 26

III 18 27

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Si considera dunque la temperatura operante ottenuta ad ogni passo della simulazione. Nel caso oggetto di studio, dovendo esaminare due differenti zone di comfort, il procedimento è ripetuto per entrambe le stanze controllate, considerandone i rispettivi

valori di temperatura operante.

Come asserisce la normativa riguardo il metodo di calcolo, il parametro Wf risulta nullo per tutti gli istanti in cui l’impianto lavora nel rispetto dei limiti imposti per le condizioni operative:

𝑊_𝑓 = 0 𝑠𝑒 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟}𝐼𝑁𝐹 ≤ 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟} ≤ 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟}𝑆𝑈𝑃

Quando l’impianto lavora al di fuori delle condizioni operative Wf è definito come: 𝑊_𝑓= 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟}− 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟}𝐿𝐼𝑀𝐼𝑇𝐸

Dove il valore considerato come temperatura limite coincide ovviamente con il limite più vicino; motivo per cui distinguendo i regimi di riscaldamento e raffrescamento si considera soltanto il funzionamento dell’impianto a temperatura inferiore a 20°C in inverno e superiore a 26°C in estate:

RAFFRESCAMENTO:

L’impianto lavora al di fuori delle condizioni operative per un numero di ore equivalenti pari a:

∑ 𝑊_𝑓∗ 𝑇𝐼𝑀𝐸 𝑝𝑒𝑟 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟} > 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟}𝑆𝑈𝑃 Dove “TIME” non è altro che il passo orario scelto per la simulazione. RISCALDAMENTO:

L’impianto lavora al di fuori delle condizioni operative per un numero di ore equivalenti pari a:

∑ 𝑊_𝑓∗ 𝑇𝐼𝑀𝐸 𝑝𝑒𝑟 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟} < 𝑡_{𝑜𝑝𝑒𝑟}𝐼𝑁𝐹

Dove “TIME” non è altro che il passo orario scelto per la simulazione. La verifica avviene a questo punto estendendo il calcolo proposto dalla norma UNI EN 16798 ad entrambi i sistemi modellizzati (impianto ad aria e impianto radiante). Il risultato dimostra dunque come per entrambi gli impianti i valori del “Weighting Factor” siano simili o quantomeno confrontabili in entrambe le stagioni, sintomo di condizioni operative interne molto vicine, prova ulteriore rispetto al confronto precedentemente effettuato basato sui valori puntuali di temperatura operativa. Le tabelle seguenti riportano il numero di ore equivalenti al di fuori delle condizioni minime operative in riscaldamento e raffrescamento con impianto radiante e EoS:

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Tabella 5.4 Confronto tra i valori di “Weighting factor” ottenuti per la zona notte dal sistema ad aria (EOS) e misto (RAD) in riscaldamento e raffrescamento nelle tre località studiate.

HEATING COOLING

WF BEDROOM EOS RAD EOS RAD

MILAN -6347.97 -4552.43 9.24 0

ROME -1985.33 -743.44 0.94 0

HELSINKI -8437.7 -5067.89 OFF OFF

Tabella 5.5 Confronto tra i valori di “Weighting factor” ottenuti per la zona giorno dal sistema ad aria (EOS) e misto (RAD) in riscaldamento e raffrescamento.

HEATING COOLING

WF LIVINGROOM EOS RAD EOS RAD

MILAN -4700.56 -2473.08 0 0

ROME -1104.03 -171.18 0 0

HELSINKI -449.55 -7263.95 OFF OFF

Come è possibile notare in estate entrambi gli impianti non scendono mai sotto le condizioni minime operative (se non per pochissimo tempo il sistema EoS ma soltanto nel caso della camera), in inverno invece si verifica un funzionamento al di sotto delle condizioni minime in entrambi i casi e per tutte le zone dell’abitazione considerate, ma per un numero di ore equivalenti simile; ancora una volta il periodo estivo per Helsinki

non è rientrato nel calcolo.

Va però precisato che questo confronto non ha valenza nell’attestare la capacità o la più spiccata abilità di uno o l’altro sistema nel garantire condizioni interne e di comfort adeguate, bensì semplicemente di verificare l’affinità tra i due modelli costituiti con il software dinamico. Tutto dipende dal modo in cui il modello del sistema è stato implementato, simulato, e quali sono i limiti di funzionamento imposti. Lo scopo è semplicemente ottenere una ulteriore prova (rispetto alle precedenti verifiche realizzate) che i due sistemi così modellizzati al PC stiano lavorando sotto condizioni simili, per

poter procedere con il confronto energetico.

Appurato un funzionamento simile per EoS e per l’impianto radiante dal punto di vista delle condizioni interne raggiunte è possibile procedere con una comparazione su base energetica.