modello termofisico

Definite accuratamente le stratigrafie e le proprietà di tutti i materiali impiegati nella realizzazione dell’edificio, è ora possibile procedere con la realizzazione del modello in Design Builder. Il primo passo nella procedura di modellazione consiste nella definizione di nuovi Templates. Si procede pertanto alla creazione del Templates di progetto denominato Progetto Cubo Universitario 46 C.

Template di costruzione

Si definiscono le proprietà dei componenti dell’edificio di seguito elencati.

Pareti: Esterno (Parete esterna in cemento armato, Rivestimento parete perimetrale con parete esterna), Interno (Tramezzo), Semiesposto, ossia quella zona intermedia tra ambiente riscaldato il non riscadato (Tramezzo intonacato), Sotto-superficie parete esterna, ossia quella sub-superficie avente proprietà differenti rispetto al resto della parete (Pannello opaco finestra), Sottosuperficie su parete interna (nessuna)

Pavimenti, Solai, Soffitti Combinati: Tetti Piani (Solaio di copertura in cemento armato precompresso, Solaio di copertura in laterocemento), Pavimento Semiesposto (Solaio interpiano in laterocemento), Pavimento Interno (Solaio interpiano in cemento armato precompresso, Solaio interpiano in laterocemento), Sotto-superficie su tetto (Elemento in lamiera grecata su solaio di copertura, Tetto Verde settore 1, Tetto Verde su settore 2, Tetto Verde su settore 3, Solaio in c.a.p. solaio in laterocemento)

Porte: Porte esterne (Porta esterna vetrata), Porte interne (Porta interna, Porta tagliafuoco)

Per ogni componente sopra elencato sono state definite le apposite stratigrafie (attribuendo a ogni singolo strato le proprietà di spessore, conducibilità, densità e calore specifico tabellate nel paragrafo precedente) e i coefficienti di scambio termico convettivo interno ed esterno; in particolare questi ultimi sono sati rispettivamente fissati a 5 e 20 W/m2°C.

Templates delle attività

I Templates delle attività definiscono l’utilizzo delle zone in cui è stato suddiviso l’edificio. I dati che devono essere inseriti riguardano l’occupazione, l'uso delle attrezzature, le temperature interne di progettazione, i livelli d'illuminazione e di ventilazione. I Template delle attività realizzati per il cubo 46C sono tre:

 Zone semi esterne non condizionate  Zone ufficio

80 Figura 2. 41 – Zonizzazione termica del terzo e quarto piano

Dalle due piante si nota che le zone esposte ad est, evidenziante in pianta dal colore rosa, sono zone esterne non condizionate, difatti essendo zone di collegamento tra i vari piani (vi sono scale, ascensori, disimpegni e servizi igienici) non prevedono alcun impianto di riscaldamento o raffreddamento. La zona 10 del terzo piano e la zona 14 del quarto piano in realtà dovrebbe essere identificata come zona di passaggio ma essendo comunicante con una zona riscaldata del piano superiore a causa della presenza di un foro realizzato per l’inserimento di un corpo scala, il programma riconosce il tutto come zona riscaldata presupponendo che il calore in assenza di barriere si propaghi in tutti gli ambienti. Gli ambienti colorati in verde sono le zone adibite ad ufficio mentre le zone blu individuano le zone di passaggio che sono comunque riscaldate ma l’afflusso di persone è diverso e non vi sono computer o strumentazioni d’ufficio aggiuntivi.

Per la realizzazione dei templates delle attività Design Builder richiede:

Informazioni di tipo generale: la fonte dei dati, la regione legislativa di riferimento, la categoria a cui appartiene il template e una breve descrizione di questo.

Definizione di tutti gli apporti: è possibile procedere in modalità “raggruppata”, “preliminare” o “dettagliata”; la prima condizione, adottata in tale studio, permette di assumere un valore generale comprensivo di tutti i contributi termici interni di illuminazione, utenti e apparecchiature; la seconda, invece, differenzia i contributi.

Occupazione e altri apporti: rappresentano i contributi termici offerti dalla presenza delle persone e dalle apparecchiature presenti tipicamente nella specifica destinazione d’uso che si sta analizzando; nel caso di uffici essi saranno rappresentati da computer, stampanti, fotocopiatrici. Tali due schede non sono state compilate in quanto è stata scelta la modalità “raggruppata”.

ACS: acqua calda sanitaria definita in termini di consumo in l/mq giorno. La norma non fornisce precise indicazioni per ambienti destinati ad uso ufficio; pertanto anche tale parametro nello specifico caso di analisi può essere trascurato.

Controllo ambiente: tale voce definisce i requisiti relativi al comfort ambientale in termini di; Temperatura di raffrescamento (se l’ambiente è raffrescato), Temperatura di riscaldamento (se l’ambiente è riscaldato), Livello di illuminazione, Sistema di ventilazione (naturale o meccanica), Aria minima di rinnovo per la ventilazione.

81 Relativamente al raffrescamento e al riscaldamento si definiscono le temperature di set-point e set- back rispettivamente a 26 °C e 35 °C nel primo caso, 20 °C e 5 °C nel secondo. La temperatura di set- point è quella temperatura ideale a cui deve mantenersi un ambiente in presenza di persone; la temperatura di set-back, invece, è quella temperatura in corrispondenza del quale il sistema di raffrescamento/riscaldamento si attiva quando l’ambiente non è occupato dall’utenza al fine di non comportare un eccesso abbassamento/innalzamento della temperatura interna. Tale opzione si attiva quando la schedule è su “off”. Infatti, per la stagione estiva la temperatura prevista negli ambienti è di 26 C° e il “setback di raffrescamento” è stato fissato a 35 C°; ciò vuol dire che una volta raggiunta tale temperatura l’impianto di raffrescamento si accende per evitare che la temperatura si innalzi ulteriormente. Per la stagione invernale, invece, la temperatura prevista negli ambienti è di 20 C° e il “setback di riscaldamento” è stato fissato a 5 C°, una volta arrivati a questo valore l’impianto di riscaldamento si accende evitando abbassamenti eccessivi della temperatura [49]. È stato inoltre definito una “Schedule” di funzionamento sia per l’impianto di raffrescamento che di riscaldamento. La “Schedule”, infatti, rappresenta i profili di funzionamento dei sistemi di climatizzazione per fase orarie quotidiane, giorni della settimana, mesi e anno; Tali indicazioni dipendono dalla città di appartenenza dell’edificio in esame, e in particolare della fascia climatica in cui tale città ricade. Relativamente alla città di Rende, appartenente alla zona climatica D, i periodi di accensione dei sistemi di riscaldamento/raffrescamento sono di seguito riportati in modalità 7/12 (ossia in funzione delle ore, della settimana, dei mesi dell’anno):

82 Figura 2. 42 – Rappresentazione della schedule di riscaldamento e raffrescamento.

L’aria minima di rinnovo si riferisce all’immissione dell’aria esterna da parte dell’impianto e questo valore varia in funzione della destinazione d’uso. Il ricambio d’aria assicura condizioni ambientali igieniche e di benessere. Il valore inserito è stato ricavato dalla normativa UNI 10339 [55]

Le zone non condizionate non prevedono alcun tipo di impianto per cui per la realizzazione di questo template bisogna andare sulla Scheda delle Attività e spuntare il Tipo di Zona “Semi esterno non condizionato”.

Figura 2. 43 - Template semi esterno non condizionato.

Infine nella definizione degli apporti interni, in riferimento al caso in esame i valori da impostare sono stati estratti dalla norma UNI TS 11300-1 relativa alla determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale. Tale norma riporta due differenti metodologie di calcolo degli apporti interni: una globale, generalmente impiegata in fase di progetto per la certificazione energetica dell’edificio, una dettagliata, maggiormente adatta alla definizione dell’audit energetico e della verifica dei consumi reali di un edificio già esistente. Il

83 caso studio attinge ai valori dettagliati dei profili temporali degli apporti termici degli occupanti e delle apparecchiature. Per edifici adibiti ad uffici è stato utilizzato il prospetto 10 della norma UNI TS 11300-1 di seguito riportata [56]:

Tabella 2. 21 – Profili temporali degli apporti termici dagli occupanti e dalle apparecchiature per edifici adibiti ad uffici.

Quindi :

- Per il Template “Zona Ufficio” si ha un apporto interno raggruppato di massimo 20 W/m2_;

- Per il Template “Zona di passaggio” si ha un apporto raggruppato di massimo 8 W/m2_. In funzione di tali valori massimi si è proceduto alla definizione della Schedule degli apporti temici, programmata in modalità “compact” visto che il contributo degli apporti viene considerato in tutto l’arco annuale senza periodi di interruzione come accadeva per i sistemi di climatizzazione. Come suggerito dalla norma UNI TS 11300 La schedule deve distinguere gli apporti termici dei giorni lavorativi e di quelli festivi , in cui la presenza di persone il funzionamento delle apparecchiature sono minime; all’interno di tali giorni, poi, definisce gli apporti relativamente a specifiche fasce orarie.

Template delle vetrate

La realizzazione di tale template risulta di facile realizzazione in quanto si dispone di un’unica tipologia di vetrata nonostante le aperture siano costituite da dimensioni geometriche differenti. Le voci da compilare riguardano pertanto: Vetro: viene stabilita la tipologia di vetro secondo la stratigrafia precedentemente tabellata ed il tipo di telaio in acciaio zincato; Sistemi di schermatura: tale voce offre la possibilità di non trascurare eventuali sistemi di schermatura presenti sull’edificio quali veneziane, frangisole, ecc; tale condizione non ricade nel caso in esame.

Template HVAC

Tale template risulta necessario per le impostazioni dei sistemi di riscaldamento – raffrescamento e ventilazione, da caricare poi nei dati dell’edificio che si è costruito. La voce riguardante la ventilazione naturale come precedentemente dichiarato; la voce “Riscaldamento e Raffrescamento”

84 consente di stabilire la tipologia di combustibile (elettricità dalla rete) e i valori riguardanti il coefficiente di prestazione degli impianti adoperati nell’edificio in esame. La ventilazione meccanica viene considerata impostando come modalità di aria esterna la voce “Aria minimo di rinnovo per area”; quest’ultimo viene determinato

Come prodotto tra l’aria minima di rinnovo, per uso ufficio, pari a 11l/s per persona e l’indice di affollamento pari a 0,06 persona/mq; entrambi i parametri sono forniti dalla norma UNI 10339. Il valore definitivo inserito nel codice risulta, pertanto 0,66 l/s m2.

Figura 2. 44 – Rappresentazione del Template di HVAC Dati.