Influenza della
Influenza della
Capacit
Capacit
à
à
Termica Areica
Termica Areica
Interna Periodica sul
Interna Periodica sul
risparmio energetico e
risparmio energetico e
comfort ambientale negli
comfort ambientale negli
edifici
edifici
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Studi internazionali sulla sostenibilità, analizzano il comportamento
degli edifici sia in fase invernale che in fase estiva
obiettivi
Oggetto
Oggetto
--
studi analitici senza riscontri sperimentali
studi analitici senza riscontri sperimentali
1)
1)
Studi sull
Studi sull
’
’
inerzia termica ambientati
inerzia termica ambientati
principalmente in
principalmente in
climi molto caldi
climi molto caldi
(David Mwale Ogoli)
2)
2)
Si analizzano solo
Si analizzano solo
alcune propriet
alcune propriet
à
à
dinamiche (fattore di attenuazione e
dinamiche (fattore di attenuazione e
sfasamento)
sfasamento)
(K.J. Kontoleon, D.K. Bikas)
3)
3)
Sperimentazioni su:
Sperimentazioni su:
(David Mwale Ogoli)
--
stanze laboratorio
stanze laboratorio
Ci sono ancora dei
PROBLEMI APERTI
PROBLEMI APERTI
:
:
02
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Anche nella
Anche nella
normativa italiana
normativa italiana
sull
sull
’
’
efficienza energetica
efficienza energetica
D.Lgs
D.Lgs
. 192/2005 e
. 192/2005 e
D.Lgs
D.Lgs
. 311/2006 ci sono
. 311/2006 ci sono
problemi aperti:
problemi aperti:
1) recepisce dalle norme internazionali
1) recepisce dalle norme internazionali
solo la fase invernale
solo la fase invernale
2) trascura la fase estiva e l
2) trascura la fase estiva e l
’
’
inerzia termica
inerzia termica
Le nuove
Le nuove LINEE GUIDA
LINEE GUIDA
iniziano a considerare la fase estiva e l
iniziano a considerare la fase estiva e l
’
’
inerzia
inerzia
termica introducendo limiti sulla:
termica introducendo limiti sulla:
Problema aperto:
Problema aperto:
1) possibilit
1) possibilit
à
à
di realizzare
di realizzare
edifici a bassa massa
edifici a bassa massa
MALE nei NOSTRI CLIMI
|Yie| = fd x U
|Yie| = fd x U
fattore di
attenuazione
Trasmittanza
termica
stazionaria
Grandi escursioni
termiche giornaliere
obiettivi
Oggetto
Oggetto
Importanza
Inerzia termica
e ventilazione
RISC A L D A M E NTOEPi
Massa frontale > 230 Kg /m2
(
per le località in cui Im,s ≥ 290 W/m2
)
D.Lgs
D.Lgs
. 311/2006
. 311/2006
TRASMITTANZA TERMICA PERIODICA
a) NO COMFORT
a) NO COMFORT
03
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Approccio della
Approccio della
TRASMITTANZA TERMICA PERIODICA
TRASMITTANZA TERMICA PERIODICA
poco convincente
poco convincente
1) Analizzare il comportamento termico inerziale di un
edificio ambientato nei nostri climi
edificio ambientato nei nostri climi
oggetto
Obiettivi
Obiettivi
- Nel rispetto di |Yie|
- Nei climi temperati
b) NO RISPARMIO ENERGETICO
b) NO RISPARMIO ENERGETICO
IN FASE ESTIVA
IN FASE ESTIVA
Il
mio
contributo ai problemi aperti
contributo ai problemi aperti
è quello di:
2) considerare, oltre al fd e φ, anche altre variabili:
-
Capacit
Capacit
à
à
termica areica interna periodica
termica areica interna periodica
(C1)
- Presenza ed entità dei
carichi interni
carichi interni
3) Metodo: stretto
legame tra simulazione e sperimentazione
legame tra simulazione e sperimentazione
04
3) Modellazione e simulazione in regime sem
istazionario (MC4) e dinamico
(Designbuilder/Energyplus)
18
18
Stretto legame tra simulazione e sperimentazione su edificio esistente
1) Assunzione di un caso di studio reale:
l’Istituto di Istruzione Superiore “A.Einstein –
A.Nebbia” di Loreto
Il METODO usato consiste in:
2) Monitoraggio in fase estiva ed invernale del
le condizioni ambientali e
prestazioni termiche elementi costruttivi
4) Messa a punto del modello fino a coincidenza valori misurati/calcolati
5) Analisi parametriche per estendere lo studio ad altre situazioni
climatiche, tipi di involucro, caratteristiche di occupazione
Confronti sulla
temperatura
superficiale interna
delle pareti
Indice di consumi
Indice di comfort
Temperatura operativa
Temperatura set-point
impianti climatizzazione
120 diversi casi di studio confrontati in termini di inerzia termica
05
18
18
Come è stato affrontato il problema della trasmittanza termica periodica
Analisi di 10 diverse pareti a parità di trasmittanza termica periodica
Per verificare se pareti a parit
Per verificare se pareti a parit
à
à
di Yie avessero uguale o diverso
di Yie avessero uguale o diverso
comportamento dal punto di vista di
comportamento dal punto di vista di
COMFORT
COMFORT
e
e
CONSUMI
CONSUMI
27,6 cm
25,6 cm
25,7 cm
27,8 cm
28,9 cm
31,0 cm
34,8 cm
39,0 cm
49,6 cm
inte
rno
29,0 cm
esterno
Yie = 0,10
Yie = 0,10
41,1 cm
60,0 cm
38,2 cm
36,3 cm
35,5 cm
36,6 cm
38,5 cm
41,0 cm
41,5 cm
41,7 cm
Yie = 0,04
Yie = 0,04
38,4 cm
44,2 cm
33,9 cm
29,7 cm
25,9 cm
22,8 cm
20,9 cm
21,1 cm
21,9 cm
22,0 cm
Yie = 0,16
Yie = 0,16
Si carichi interni
No carichi interni
120 CASI DI
STUDIO
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Pareti a parità di trasmittanza termica periodica Yie = 0,10
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
|Yie| = 0,10
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
P1
P2
P3
P4
P5
P6
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o
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e
nu
a
z
io
ne
Trasmittanza termica stazionaria
Fattore di attenuazione
Trasmittanza termica stazionaria
Trasmittanza termica stazionaria
Fattore di attenuazione
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18
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Non basta fissare solo la trasmittanza termica periodica Yie=0,10
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
Basterebbe in
Basterebbe in
inverno
inverno
, in tutte le zone climatiche e condizioni di carico interno
, in tutte le zone climatiche e condizioni di carico interno
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W/m2K
U=1,08
U=0,92
U=0,74
U=0,55
U=0,39
U=0,26
U=0,17
U=0,15
U=0,13
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39,0 cm
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27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
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esterno
Basterebbe in
Basterebbe in
estate
estate
, in una
, in una
condizione ideale senza carichi interni
condizione ideale senza carichi interni
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10 Senza carichi
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Palermo scuola - Settimana 21-27 Luglio Y12 = 0,10 - C arico interno assente
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07/21 00:10:00 07/21 12:20:00 07/22 00:20:00 07/22 12:20:00 07/23 00:20:00 07/23 12:20:00 07/24 00:20:00 07/24 12:20:00 07/25 00:20:00 07/25 12:20:00 07/26 00:20:00 07/26 12:20:00 07/27 00:20:00 07/27 12:20:00T
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°C
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a [
°C
]
P1
P10
P5
Temperatura aria esterna
09
18
18
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
NON BASTA in
NON BASTA in
estate,
estate,
in condizioni reali
in condizioni reali
Carichi interni + radiazione solare
Carichi interni + radiazione solare
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10
23
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28
29
06/18 00:10:00 06/18 12:20:00 06/19 00:20:00 06/19 12:20:00 06/20 00:20:00 06/20 12:20:00 06/21 00:20:00 06/21 12:20:00 06/22 00:20:00 06/22 12:20:00 06/23 00:20:00 06/23 12:20:00 06/24 00:20:00 06/24 12:20:00T
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°C
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Temperatura aria esterna
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10
23
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06/18 00:10:00 06/18 12:20:00 06/19 00:20:00 06/19 12:20:00 06/20 00:20:00 06/20 12:20:00 06/21 00:20:00 06/21 12:20:00 06/22 00:20:00 06/22 12:20:00 06/23 00:20:00 06/23 12:20:00 06/24 00:20:00 06/24 12:20:00T
e
m
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[
°C
]
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P1
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Temperatura aria esterna
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10
23
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06/18 00:10:00 06/18 12:20:00 06/19 00:20:00 06/19 12:20:00 06/20 00:20:00 06/20 12:20:00 06/21 00:20:00 06/21 12:20:00 06/22 00:20:00 06/22 12:20:00 06/23 00:20:00 06/23 12:20:00 06/24 00:20:00 06/24 12:20:00T
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Temperatura aria esterna
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10
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06/18 00:10:00 06/18 12:20:00 06/19 00:20:00 06/19 12:20:00 06/20 00:20:00 06/20 12:20:00 06/21 00:20:00 06/21 12:20:00 06/22 00:20:00 06/22 12:20:00 06/23 00:20:00 06/23 12:20:00 06/24 00:20:00 06/24 12:20:00T
e
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p
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°C
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P4
P5
P6
Temperatura aria esterna
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10
23
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06/18 00:10:00 06/18 12:20:00 06/19 00:20:00 06/19 12:20:00 06/20 00:20:00 06/20 12:20:00 06/21 00:20:00 06/21 12:20:00 06/22 00:20:00 06/22 12:20:00 06/23 00:20:00 06/23 12:20:00 06/24 00:20:00 06/24 12:20:00T
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P1
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Temperatura aria esterna
Ancona - Settimana 18-24 Giugno - Y12 = 0,10
23
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06/18 00:10:00 06/18 12:20:00 06/19 00:20:00 06/19 12:20:00 06/20 00:20:00 06/20 12:20:00 06/21 00:20:00 06/21 12:20:00 06/22 00:20:00 06/22 12:20:00 06/23 00:20:00 06/23 12:20:00 06/24 00:20:00 06/24 12:20:00T
e
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ra
s
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p
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ia
le
in
te
rn
a
s
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d
[
°C
]
20
21
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30
P1
P4
P5
P6
P7
P10
Temperatura aria esterna
Non basta fissare solo la trasmittanza termica periodica Yie=0,10
Palermo scuola - Settimana 21-27 Luglio Y12 = 0,10 - C arico interno presente
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
07/21 00:10:00 07/21 12:20:00 07/22 00:20:00 07/22 12:20:00 07/23 00:20:00 07/23 12:20:00 07/24 00:20:00 07/24 12:20:00 07/25 00:20:00 07/25 12:20:00 07/26 00:20:00 07/26 12:20:00 07/27 00:20:00 07/27 12:20:00T
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rn
a
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[
°C
]
20
25
30
35
40
45
50
T
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er
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u
ra a
ri
a
es
te
rn
a [
°C
]
P1
P10
P5
Temperatura aria esterna
PERCHE
10
18
18
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
Entra in gioco un
Entra in gioco un
’
’
altra propriet
altra propriet
à
à
termica dinamica
termica dinamica
Capacità termica areica interna periodica
CAPACITA
CAPACITA
’
’
TERMICA AREICA INTERNA PERIODICA (C1)
TERMICA AREICA INTERNA PERIODICA (C1)
Fattore di
inerzia
--
Funzione della L = Lunghezza di Penetrazione dell
Funzione della L = Lunghezza di Penetrazione dell
’
’
onda termica
onda termica
--
Capacit
Capacit
à
à
effettiva di accumulo di energia sul lato interno parete
effettiva di accumulo di energia sul lato interno parete
C
1
25,7 cm
L = 11,6 cm
C1 = 200 KJ/m2K
C1 = 200 KJ/m2K
Ms = 312 Kg/m2
inte
rno
inte
rno
esterno
esterno
49,6 cm
L = 11,6 cm
C1 = 193 KJ/m2K
C1 = 193 KJ/m2K
Ms = 846 Kg/m2
inte
rno
inte
rno
esterno
esterno
|Yie| = 0,10
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
T
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100
150
200
250
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a
in
te
rn
a
p
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d
ic
a
Trasmittanza termica stazionaria
Fattore di attenuazione
Capacità termica areica interna periodica
11
18
18
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
Fattore di inerzia
Fattore di inerzia
Yie=0,10
Trasmittanza stazionaria
Fattore di attenuazione
12
18
18
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
Ancona - Settimana 21 Giugno Y12 = 0,10
25
26
27
28
06/21 00:10:00 06/21 03:10:00 06/21 06:10:00 06/21 09:10:00 06/21 12:10:00 06/21 15:10:00 06/21 18:10:00 06/21 21:10:00T
e
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a
s
u
d
[
°C
]
P1
P4
P5
P6
P7
P10
|Yie| = 0,10 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 0 50 100 150 200 250Fattore
Fattore
di
di
inerzia
inerzia
C1
C1
= 200 KJ/m2K
= 200 KJ/m2K
C1
C1 = 32 KJ/m2K
= 32 KJ/m2K
Yie=0,10
Capacità termica areica interna periodica
1,5
1,5 °
°C
C
23 Giugno
R
2= 0,88
24
25
26
27
28
29
0
50
100
150
200
250
Capacità termica areica interna periodica [KJ/m2K]
T
e
m
p
er
at
u
ra [
°C
]
T medie
T massime
T minime
Scuola
Scuola
–
–
elevati carichi interni
elevati carichi interni
13
18
18
Quale relazione tra fattore di inerzia e carichi interni a parità di Yie ?
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
1,0 °C
1,7 °C
23 Giugno
R
2= 0,74
R
2= 0,88
24
25
26
27
28
29
0
50
100
150
200
250
Capacità termica areica interna periodica [KJ/m2K]
T
e
m
p
er
at
u
ra [
°C
]
Inaccettabile per Scuole e uffici
14
18
18
Il fattore di inerzia influisce anche nelle mezze stagioni
P1
P1
P2
P2
P3
P3
P4
P4
P5
P5
P6
P6
P7
P7
P8
P8
P9
P9
P10
P10
49,6 cm
39,0 cm
34,8 cm
31,0 cm
27,8 cm
25,7 cm
25,6 cm
27,6 cm
28,9 cm
29,0 cm
inte
rno
esterno
Residenza - Settimana 18-24 Ottobre Y12 = 0,10
16
17
18
19
20
21
10/18
00:10:00
10/19
00:10:00
10/20
00:10:00
10/21
00:10:00
10/22
00:10:00
10/23
00:10:00
10/24
00:10:00
T
e
m
p
er
at
u
ra [
°C
]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
T
e
m
p
e
rat
u
ra ari
a
es
te
rn
a [
°C
]
P1
P4
P10
Temperatura aria esterna
C1
C1
= 200 KJ/m2K
= 200 KJ/m2K
C1
C1 = 32 KJ/m2K
= 32 KJ/m2K
15
18
18
Esempio pratico - Yie = 0,12 W/m2K da Linee guida
A nc o na - Se ttim a na 18- 24 Giug no - Y12 = 0,12
23 24 25 26 27 28 29 06/18 00:10:00 06/18 12:10:00 06/19 00:10:00 06/19 12:10:00 06/20 00:10:00 06/20 12:10:00 06/21 00:10:00 06/21 12:10:00 06/22 00:10:00 06/22 12:10:00 06/23 00:10:00 06/23 12:10:00 06/24 00:10:00 06/24 12:10:00 T e m p e ra tu ra s u pe rf ic ia le in te rn a s u d [ °C ] M1 M2 M3 M4
