Regime estivo

Per il calcolo della potenza da installare per la stagione estiva il software DZLoad, nella sua versione semplificata, considera gli apporti relativi:

- alle pareti opache verticali e orizzontali (rispettivamente APV e APH);

- alle pareti vetrose (APVI);

- ai ricambi di aria (AR);

- alla presenza all’interno dei locali di persone, luci e apparecchiature (AI).

Si analizzano in dettaglio le varie voci che prendono parte al bilancio termico a partire dalle pareti opache.

2.2.3.1 Apporti termici dovuti alle pareti opache

Il software DZLoad, nella sua versione semplificata, calcola gli apporti termici relativi alle pareti opache secondo le seguenti relazioni:

- Parete opaca orizzontale

𝐴_𝑃𝐻 = 𝑎 ∙ 𝑆_𝑃𝐻∙ 𝛥𝑇𝑆_𝑃𝐻 - Parete opaca verticale

𝐴_𝑃𝑉 = 𝑐 ∙ 𝑆_𝑃𝑉∙ 𝛥𝑇𝑆_𝑃𝑉 dove

- 𝐴𝑃𝐻 sono gli apporti termici dovuti alle pareti opache orizzontali [W];

- 𝐴𝑃𝑉 sono gli apporti termici dovuti alle pareti opache verticali [W];

- 𝑎, 𝑐 sono i coefficienti di scambio termico delle pareti [W/m2_°C];

- 𝑆_𝑃𝑉, 𝑆_𝑃𝐻 sono rispettivamente le superficie delle pareti verticali e orizzontali [m2];

- 𝛥𝑇𝑆𝑃𝑉, 𝛥𝑇𝑆𝑃𝐻 sono le temperature esterne considerando anche l’effetto

dell’irraggiamento per lo scambio termico rispettivamente per le pareti verticali e orizzontali [°C];

91

I valori di a e c, coerentemente con quanto descritto nella norma DTR C.3.4, sono ricavati dalle Tab. 2.24.

Edificio isolato Edificio integrato

a c a c A 1.1 1.1 1.1 1.2 B 1.1 1.2 0.9 1.2 B1 e B2 1.1 1.2 1.1 1.2 C 1.1 1.2 0.85 1.2 D 2.4 1.4 2.4 1.4 E 2.4 1.4 2.4 1.4 E1 1.1 1.4 0.85 1.4 F 2.4 1.4 2.4 1.4

Tab. 2.24 Valori di a e c in funzione della zona climatica estiva

I valori di a e c, analogamente a quanto descritto nella sezione riguardante la potenza da installare in regime invernale, rappresentano i valori minimi normativi, secondo DTR C.3.4, del coefficiente di scambio termico in funzione della zona termica. Per i valori di 𝛥𝑇𝑆𝑃𝑉, 𝛥𝑇𝑆𝑃𝐻 si rimanda all’Appendice I.

2.2.3.2 Apporti termici dovuti alle pareti vetrose

Il software DZLoad, nella sua versione semplificata, suddivide gli apporti termici dovuti alle pareti vetrose in due componenti:

𝐴𝑃𝑉𝐼 = 𝐴𝑉𝐸 + 𝐴𝑉𝑇

dove

- 𝐴_𝑃𝑉𝐼 sono gli apporti termici relativi alle pareti vetrose [W]; - 𝐴𝑉𝐸 sono gli apporti termici dovuti alla radiazione solare [W];

- 𝐴𝑉𝑇 sono gli apporti termici dovuti alla conduzione di calore attraverso la finestra [W].

Si descrivono di seguito le due componenti a partire da quella relativa all’irraggiamento

92

- Apporti termici radiativi (pareti vetrose)

Il software DZLoad, nella sua versione semplificata, utilizza la seguente relazione per il calcolo degli apporti termici dovuti alla radiazione solare:

𝐴𝑉𝐸 = [𝑆𝑉_𝑒𝑛𝑠∙ 𝐼_𝑡+ (𝑆𝑉 − 𝑆𝑉_𝑒𝑛𝑠) ∙ 𝐼_𝑑] ∙ 𝐹𝑆_𝑟𝑒𝑓∙ 𝑁_𝑃𝑉𝐼,_𝑟𝑒𝑓 dove

- 𝐴𝑉𝐸 sono gli apporti termici dovuti alla radiazione solare [W];

- 𝑆𝑉_𝑒𝑛𝑠 è la superficie della parete vetrosa direttamente investita dalla radiazione solare [m2];

- 𝑆𝑉 − 𝑆𝑉_𝑒𝑛𝑠 è la superficie della parete vetrosa all’ombra [m2];

- 𝐼_𝑡𝑒 𝐼_𝑑 sono rispettivamente il valore dell’irraggiamento totale e diffuso [W/m2];

- 𝐹𝑆_𝑟𝑒𝑓 è il fattore solare e rappresenta la frazione, da 0 a 1, di radiazione solare tramessa dalla parete vetrosa.

- 𝑁_{𝑃𝑉𝐼,𝑟𝑒𝑓} è il coefficiente di ammortamento;

Il calcolo della porzione di superficie della parete vetrosa esposta al sole e all’ombra è analogo a quanto già descritto nel Par. 2.1.3.3.

Per quanto riguarda il fattore solare 𝐹𝑆𝑟𝑒𝑓 la versione semplificata del software

DZLoad utilizza i seguenti valori:

- 0.15 per gli edifici ad uso residenziale; - 0.38 per gli edifici ad uso commerciale.

I valori utilizzati per il coefficiente di ammortamento 𝑁_{𝑃𝑉𝐼,𝑟𝑒𝑓} sono riportati in Tab. 2.25.

Tab. 2.25 Valori di 𝑁𝑃𝑉𝐼 in funzione dell’esposizione della parete vetrose e dell’utilizzo della zona termica in contatto.

Anche in questo caso si utilizzano i valori si differenziano in funzione della tipologia di locale.

- Apporti termici conduttivi (pareti vetrose)

Il software DZLoad, nella sua versione semplificata, utilizza la seguente relazione per il calcolo degli apporti termici dovuti alla conduzione di calore:

𝐴𝑉𝑇 = 𝑒 ∙ 𝑆𝑉 ∙ 𝛥𝑇𝑆𝐹𝐼𝑁

dove

- 𝐴𝑉𝑇 sono gli apporti termici dovuti alla conduzione [W];

- 𝑒 è il coefficiente di scambio termico della parete vetrosa [W/m2_°C];

- 𝑆𝑉 è la superficie della parete vetrosa [m2_];

- 𝛥𝑇𝑆𝐹𝐼𝑁 è la differenza di temperatura tra l’ambiente interno ed esterno di

93

I valori utilizzati dal software DZLoad, nella sua versione semplificata, per il coefficiente di scambio termico e sono:

- 4.2 𝑊

𝑚2_°𝐶 per gli edifici ad uso residenziale;

- 5.4 𝑊

𝑚2_°𝐶 per gli edifici ad uso commerciale.

Anche in questo caso si tratta dei valori minimi normativi per le pareti vetrose, secondo quanto riportato nella norma DTR C.3.4.

I valori di 𝛥𝑇𝑆𝐹𝐼𝑁 utilizzati dal software sono riportati in Tab. 2.26.

Tab. 2.26 Valori di 𝛥𝑇𝐹𝐼𝑁 in funzione della zona climatica estiva e dell’ambiente in contatto.

I valori dipendono dalla zona termica in cui è situata la struttura ed aumentano all’aumentare della severità delle condizioni climatiche. La zona F, ad esempio, presenta una temperatura di base esterna (secondo quanto riportata in Tab 2.8) di 46°C, più alta di quella della zona A di ben 12°C. Come prevedibile invece i valori per di 𝛥𝑇𝑆_𝐹𝐼𝑁 per le pareti vetrose adiacenti a locali non condizionati sono minori.

Per maggiori dettagli riguardo le zone climatiche algerine si rimanda all’Appendice B.

2.2.3.3 Apporti termici interni

Il software DZLoad nella sua versione semplificata considera gli apporti interni AI

dovuti:

- all’occupazione dei locali da parte delle persone (Amet);

- alle apparecchiature (Aequip);

- all’illuminazione (Aill)

94

Per il calcolo delle tre componenti il software DZLoad utilizza la seguente base di dati in funzione dell’utilizzo dell’ambiente, riportata in Tab 2.27.

#Tag Utilizzo Densità di

occupazione [pers./m2_] Luci e apparecchiature [W/m2_] Calore metabolico [W/pers.] 1 Appartamenti 0,0614439324 9,6876 117,2 2 Auditorium, chiese e teatri 0,9775171065 7,5348 102,55 3 Scuole, college e università 0,4301075269 10,764 96,69 4 Area assemblaggio 0,3072196621 43,056 219,75 5 Manifattura leggere 0,0716845878 96,876 219,75 6 Manifattura pesante 0,0430107527 269,1 424,85 7 Stanze pazienti 0,2150537634 8,073 117,2 8 Hotel 0,1344086022 8,073 117,2 9 Librerie e musei 0,0716845878 8,073 131,85 10 Uffici 0,1792114695 8,073 131,85 11 Uffici privati 0,0977517107 26,91 131,85 12 Residenziale (large) 0,0860215054 8,073 117,2 13 Residenziale (small) 0,1265022138 13,455 117,2 14 Ristorazione 0,0268817204 10,764 161,15 15 Saloni di bellezza, parrucchieri 0,0298685783 10,764 131,85 16 Centri commerciali 0,7168458781 10,764 131,85 17 Stanza di passaggio 0 8,073 0

Tab. 2.27 Valori utilizzati per il calcolo degli apporti interni.

I dati utilizzati sono quelli utilizzati dall’ASHRAE Pocket Manual [11] per la stima degli apporti termici interni.

Anche in questo caso per la definizione dell’utilizzo del locale si definisce il numero di tag adeguato nel foglio di input denominato “VOLUMI” nella colonna “Uso”. Il software DZLoad per ogni zona termica calcola gli apporti interni secondo la seguente relazione:

𝐴𝐼_𝑖 = 𝑆_𝑖 ∙ (𝜌_{𝑝𝑒𝑟𝑠}∙ 𝑄_𝑚𝑒𝑡+ 𝑄_𝑖𝑙𝑙,_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝}) dove

- 𝐴𝐼_𝑖 sono gli apporti interni della i-esima zona termica [W]; - 𝑆_𝑖 è la superficie della i-esima zona termica [m2];

- 𝜌𝑝𝑒𝑟𝑠 è la densità di occupazione in funzione dell’utilizzo della i-esima zona

termica [pers. /m2];

- 𝑄_𝑚𝑒𝑡 è il calore metabolico delle persone presenti all’interno della i-esima zona termica in funzione del suo utilizzo [W/pers.];

- 𝑄_𝑖𝑙𝑙,_{𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝} è il calore disperso dalle apparecchiature e dalle luci presenti all’interno della i-esima zona termica in funzione del suo utilizzo [W/m2_].

Anche in questo caso, come per gli apporti relativi alle pareti opache e vetrose, la versione semplificata di DZLoad non restituisce l’andamento giornaliero degli apporti interni ma soltanto un valore massimo di tali apporti.

95

2.2.3.4 Apporti termici dovuti ai ricambi d’aria

Il calcolo degli apporti termici dovuti alla ventilazione viene eseguito dal software DZLoad, nella sua versione semplificata, utilizzando la stessa porzione di codice utilizzata da DZLoad nella versione completa. Per maggiori dettagli si rimanda al Par. 2.1.3.7.

2.2.3.5 Calcolo della potenza per il raffrescamento

Una volta definiti gli apporti di tutti gli elementi considerati nella versione semplificata dal software DZLoad si procede al calcolo della potenza necessaria da installare per il raffrescamento della struttura durante la stagione estiva.

Il calcolo viene fatto per ogni zona termica sommando gli apporti termici di ciascuna tipologia di elemento in contatto con la zona stessa ottenendo:

𝑄𝑖𝐸𝑆𝑇= 𝐴𝑃𝑉,𝑖+ 𝐴𝑃𝐻,𝑖+ 𝐴𝑃𝑉𝐼,𝑖+ 𝐴𝑅,𝑖+ 𝐴𝐼,𝑖

dove

- 𝐴𝑃𝑉,𝑖 e 𝐴𝑃𝐻,_𝑖 sono gli apporti relativi alle pareti opache, rispettivamente verticali

e orizzontali, della i-esima zona termica [W];

- 𝐴𝑃𝑉𝐼,𝑖 sono gli apporti relativa alle pareti vetrose della i-esima zona termica [W];

- 𝐴𝑅,𝑖 sono gli apporti relativi ai ricambi di aria della i-esima zona termica [W];

- 𝐴𝐼,𝑖 sono gli apporti termici dovuti alla presenza all’interno dei locali di persone,

luci e apparecchiature della i-esima zona termica [W].

Anche in questo caso la versione semplificata del software DZLoad, analogamente a quanto visto per il calcolo del fabbisogno termico invernale, trascura gli apporti termici dovuti alle infiltrazioni esterne.

Come si osserva dalla relazione nella versione semplificata non si ottiene più un profilo giornaliero dei carichi termici al sistema HVAC, come descritto per la versione completa. Si ottiene un valore che corrisponde alla potenza termica da installare per condizionare la struttura.