POLITECNICO DI MILANO - POLITesi

 POLITECNICO DI MILANO SCUOLA DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL ’I NFORMAZIONE TESI DI L AUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA ENERGETICA NUOVI STRUMENTI DI PROGETTAZIONE BUILDING INFORMATION MODELING (BIM): APPLICAZIONE TRAMITE AUTODESK REVIT SU IMPIANTI MECCANICI IN UN EDIFICIO AD USO UFFICI RELATORE Prof. Ing. Cesare Maria Joppolo AUTORE
MICHELE ARGENTA , Matr. 817955
Dip. Energia, Politecnico di Milano CORRELATORI Ing. Gianfranco Ariatta Ing. Riccardo Lucchese Studio Ariatta Ingegneria dei Sistemi s.r.l. ANNO ACCADEMICO 2014‐2015 Sommario La necessità di utilizzare delle tecniche di progettazione e scambio dei dati che consentano la gestione del ciclo di vita di un edificio in modo univoco tra le diverse discipline, ha portato all’introduzione di una nuova metodologia di lavoro detta BIM (Building Information Modeling), traducibile come “modello di informazione dell’edificio”, il quale si basa su un modello virtuale (e la relativa virtualizzazione dell’intero ciclo di vita dell’edificio) in grado di creare e gestire tutte le informazioni necessarie a ottenere un approccio più efficiente rispetto alle metodologie di lavoro finora utilizzate. Questo studio vuole andare ad analizzare e valutare l’applicazione delle linee guida riportate nel BIM per la progettazione degli impianti meccanici all’interno di un edificio. Partendo dalle planimetrie in formato CAD dell’edificio “GB One” del complesso Energy Park di Vimercate (MB), progettato dallo studio “Ariatta ingegneria dei sistemi” di Milano, se ne è effettuata la modellazione 3D tramite software Autodesk Revit. Successivamente, sono stati definiti i carichi di picco (tramite il software sopra citato) estivo ed invernale, avendo definito le resistenze termiche di ogni superficie e avendo impostato i valori dei carichi interni all’interno del modello. In un secondo tempo, si è utilizzato lo stesso software per l’inserimento degli impianti meccanici all’interno del modello stesso; in particolar modo si sono studiati i carichi di picco dell’edificio, il dimensionamento dei sistemi di canali e tubazioni (in particolare sistemi di ventilazione, reti idriche e sistemi di scarico) e il relativo calcolo delle perdite di carico. A questo punto è stato possibile eseguire un confronto degli output del software (il quale utilizza le linee guida contenute nelle ASHRAE e nella IPC ) rispetto ai risultati ottenuti dai tradizionale metodi di dimensionamento attualmente utilizzati e facenti riferimento alle vigenti normative italiane. Si è quindi giunti a una chiara valutazione di quali siano le potenzialità e le criticità dell’utilizzo di questo tipo di metodologia di lavoro ad oggi, e di quali potrebbero invece essere i suoi possibili sviluppi e migliorie. Abstract The need for a new design technique and data exchange that allows the management of the building life cycle in a unique way between the different specialties has led to the introduction of a new working methodology called BIM (Building Information Modeling). The BIM process is based on a virtual model (and the related virtualization of the whole life cycle of the building) capable of creating and manage all the necessary information in order to obtain a more efficient approach compared to the working methods used so far. This study wants to analyze and evaluate the application of the guidelines given by the BIM method for the design of mechanical systems in buildings. Starting with the architectural floor plans in the CAD format regarding the building "GB One" site in the Energy Park complex in Vimercate (MB), having “Ariatta ingegneria dei sistemi” as the system designer (electrical and mechanical), it has been developed the 3D modeling via the Autodesk Revit software. Once defined the thermal resistance of the elements being part of the building itself and the climate conditions of the area considered it has been possible, via the software, determining the heating and cooling loads of the building. After determined these main building features the next step has been the introduction of the system equipment. Thus, defined the building thermal needs and the system equipment, it has been possible to determine, via the here above mentioned software, all the equipment technical data (equipment selection), the main system features (in particular ventilation system, hot and cold domestic water and drainage water system) and the relative pressure drop calculation (ducts and pipes circuits). Once all these output were determined it has been possible to perform a comparison between the output of the software (which uses the guidelines contained in the ASHRAE and the IPC) and the results obtained utilizing a conventional system sizing method based on the Italian regulations and standards. It has therefore come to a clear assessment of what are the potential and the criticality of the use of this type of methodology of work to date, and which may instead be the possible developments and improvements. Sommario Sommario Abstract Introduzione 12 Capitolo 1. 15 Building Information Modeling ‐ BIM 1.1 Cos’è il BIM ...................................................................................................... 16 1.2 Utilizzo BIM in ambito ingegneristico .............................................................. 18 1.2.1 Efficientamento dell’edificio ....................................................................... 19 1.2.2 Coordinazione spaziale MEP ....................................................................... 19 1.2.3 Level of Development LOD ......................................................................... 21 1.2.4 Esportazioni del modello per simulazioni dinamiche ................................. 22 Capitolo 2. Linee guida e normative correnti 24 2.1 ISO 16739:2013 .......................................... Errore. Il segnalibro non è definito. 2.2 Le linee guida per la parte ingegneristica ........................................................ 26 2.3 Software certificati ........................................................................................... 28 2.4 Normativa tecnica italiana – UNI 11337 .......................................................... 29 Capitolo 3. Modellazione dell’edificio 29 3.1 Modellazione dell’edificio in 3D ...................................................................... 32 3.2 Dati Climatici Interni ed Esterni: ...................................................................... 34 3.2.1 Dati climatici esterni ................................................................................... 36 3.2.2 Carichi interni ............................................................................................. 37 3.2.3 Indici di affollamento .................................................................................. 38 1 3.2.4 Verifica Condensa ....................................................................................... 39 Capitolo 4. Calcolo dei carichi di picco tramite software Revit e confronto dei dati con EDILCLIMA 4.1 40 Modello matematico ....................................................................................... 41 4.1.1 Metodo RTS ................................................................................................ 42 4.1.2 Calcolo dei Carichi di Raffrescamento ........................................................ 47 4.1.3 Calcolo dei Carichi di Riscaldamento ‐ ASHRAE .......................................... 47 4.2 Calcolo dei carici – Autodesk REVIT ................................................................. 48 4.2.1 Zone Climatiche .......................................................................................... 49 4.2.2 CASO 1 ‐ SOLO INVOLUCRO ........................................................................ 54 4.2.1 Resistenze superficiali interne ed esterne .................................................. 61 4.2.2 CASO 2 ‐ EDIFICIO CON CARICHI SENSIBILI E LATENTI ............................... 65 4.2.3 Confronto con software di calcolo EDILCLIMA ........................................... 68 Capitolo 5. 5.1 Impianto di ventilazione meccanica 73 Tipologia di impianto utilizzato ........................................................................ 73 5.1.1 Fancoil a quattro tubi da incasso canalizzabile con mandata e ripresa ..... 75 5.2 Dimensionamento dei canali di aereazione .................................................... 77 5.3 Metodologie di calcolo per le perdite di pressione lungo i canali ................... 82 5.3.1 Confronto tra le equazioni .......................................................................... 84 5.3.2 Confronto tra le equazioni proposte da Revit – perdite di pressione in un condotto ................................................................................................................. 87 5.4 Calcolo delle perdite di Carico ......................................................................... 90 5.4.1 Circuito di estrazione bagni ........................................................................ 92 5.4.2 Circuito di ripresa ....................................................................................... 98 2 5.4.3 Circuito di mandata .................................................................................. 103 5.4.1 Note sulla lettura automatica delle Tabelle ASHRAE in Revit .................. 108 Capitolo 6. ACS e AFS 112 6.1 Configurazione del sistema – UNI 9182 ‐ IPC................................................. 113 6.2 Modellazione del circuito in Revit ................................................................. 117 Capitolo 7. Acque Reflue 121 7.1 Configurazione del sistema – UNI EN 12056 ................................................. 121 7.2 Modellazione sistema di scarichi tramite Revit ............................................. 127 Conclusioni 133 Appendice i A. Stratigrafie componenti opachi e finestrati ........................................................ ii B. Planimetrie dei piani ........................................................................................ xiii C. Carico di picco estivo e invernale Autodesk REVIT – Risultati dettagliati ...... xvii D. Equazioni per il calcolo del fattore d’attrito f – Calcolo esteso ....................xxxiv E. Tabelle per perdite localizzate e distribuite – Ventilazione ........................ xxxvii F. Calcoli Estesi perdite di carico ventilazione ....................................................... xl G. Acque Reflue – Dimensionamento tramite UNI EN 12056 ............................. lviii Bibliografia lx 3 4 Indice delle Figure Figura 1 Sviluppo nel tempo della metodologia BIM ................................................... 16 Figura 2 Ciclo di vita di un edificio ................................................................................ 17 Figura 3 Clash Detection ............................................................................................... 20 Figura 4 Level of development ..................................................................................... 21 Figura 5 Esportazione da Revit ..................................................................................... 22 Figura 6 Sviluppo della normativa in ambito BIM ........................................................ 24 Figura 7 Come cambiano i flussi di lavoro con la metodologia BIM e con l’utilizzo degli standard IFC ....................................................................................................................... 25 Figura 8 Modellazione 3D dell'edificio esistente – Autodesk Revit ............................. 32 Figura 9 Temperatura media esterna ‐ Vimercate (MB) .............................................. 36 Figura 10 Andamento giornaliero carichi interni ‐ Revit .............................................. 37 Figura 11 indici di affollamento ‐ norma UNI10339 appendice A ............................... 38 Figura 12 Andamento giornaliero affollamento ........................................................... 38 Figura 13 Metodo RTS secondo l’ASHRAE .................................................................... 44 Figura 14 Andamento delle serie CTS per diversi materiali ......................................... 45 Figura 15 Suddivisione delle zone climatiche all’interno dell’edificio – piano di riferimento: piano rialzato ................................................................................................. 51 Figura 16 Sezione tipo per l’identificazione del volume considerato .......................... 52 Figura 17 Individuazione tramite software delle superfici analitiche .......................... 56 Figura 18 Proprietà dell'elemento “muro di base” definito come elemento esterno 57 Figura 19 Superfici analitiche esterne: si vede come i pilastri interni all’ambiente sono considerati come disperdenti verso l’esterno ................................................................... 57 Figura 20 Proprietà elemento pilastro strutturale 50x50cm ....................................... 58 Figura 21 Stratigrafia muratura M1 senza la presenza di Rsi e Rse ............................. 62 Figura 22 Valori di Rsi e Rse – UNI 6964 ....................................................................... 62 Figura 23 Definizione di Rse .......................................................................................... 63 Figura 24 Stratigrafia con Rfe e Rfi ............................................................................... 64 Figura 25 Differenza tra i carichi calcolati .................................................................... 71 5 Figura 26 Calcoli di picco estivi ‐ Edilclima ................................................................... 72 Figura 27 Esempio di impianto a fancoil con aria primaria .......................................... 74 Figura 28 Fancoil a 4 tubi con plenum ......................................................................... 75 Figura 29 Metodi di dimensionamento canali ............................................................. 77 Figura 30 Distribuzione dei flussi .................................................................................. 78 Figura 31 Verifica delle velocità nei tratti ..................................................................... 79 Figura 32 Isometrico con dimensioni ‐ REVIT ............................................................... 80 Figura 33 Dimensionamento canali effettuato in fase di progettazione ‐ pianta ....... 80 Figura 34 Dimensionamento canali effettuato in fase di progettazione ‐ schematico80 Figura 35 Grafico dell'andamento del fattore di attrito f ............................................ 85 Figura 36 andamento delle perdite lineari Pa/m ......................................................... 86 Figura 37 Impostazioni generali di condotto ................................................................ 88 Figura 38 Impostazioni di perdite concentrate ............................................................ 88 Figura 39 Schermata di impostazioni rapporto di carico ............................................. 92 Figura 40 Perdite concentrate estrazione bagni .......................................................... 92 Figura 41 Isometrico del circuito più sfavorito – estrazione bagni ‐ Revit .................. 93 Figura 42 Planimetrie estrazione bagni con numerazione sezioni ‐ Revit ................... 96 Figura 43 problemi nella lettura delle tabelle ASHRAE ................................................ 98 Figura 44 Planimetria con numerazione tronchi ‐ ripresa ........................................... 99 Figura 45 Circuito più sfavorito tramite Revit ‐ ripresa ............................................. 101 Figura 46 Vincolo sul dimensionamento dei canali verticali ...................................... 103 Figura 47 Planimetria con numerazione tronchi ‐ mandata ...................................... 104 Figura 48 Circuito più sfavorito tramite Revit ‐ mandata .......................................... 106 Figura 49 Selezione delle tabelle ASHRAE per accessorio condotto ......................... 108 Figura 50 ASHRAE, tabella per coefficienti di perdita giunzioni a Tee su canale rettangolare ..................................................................................................................... 109 Figura 51 Esempio di flussi per calcolo coefficiente di perdita con Revit .................. 110 Figura 52 Perdita di pressione sul raccordo Tee tramite tabelle ASHRAE ................. 110 Figura 53 Isometrico della distribuzione dell'acqua potabile ‐ Revit ......................... 112 Figura 54 Portata (in l/s) in base alle unità di carico .................................................. 115 Figura 55 Unità di carico in Revit ................................................................................ 118 6 Figura 56 calcolo del flusso con UC secondo norma UNI ‐ Revit ............................... 119 Figura 57 Dimensionamento con Revit del circuito di ACS ........................................ 119 Figura 58 Schematico acque reflue ............................................................................ 126 Figura 59 Parametri della tubazione parzialmente riempita ..................................... 128 Figura 60 flusso in tubazioni parzialmente riempite ‐ IPC ......................................... 129 Figura 61 Proprietà apparecchi sanitari ‐ Revit .......................................................... 130 Figura 62 Rete di scarichi ............................................................................................ 131 Figura 63 Unità apparecchio e flusso totale ............................................................... 132 Figura 64 Calcolo della portata totale di acque reflue ............................................... 132 7 8 Indice delle Tabelle Tabella 2‐1 Software Autodesk certificati .................................................................... 28 Tabella 3‐1 Trasmittanza elementi trasparenti ............................................................ 33 Tabella 3‐2 Trasmittanza elementi opachi ................................................................... 33 Tabella 4‐1 Riepilogo carichi edificio senza apporti interni ‐ Revit .............................. 54 Tabella 4‐2 Riepilogo dettagliato per zona dei carichi di picco estivo ed invernale – solo involucro ............................................................................................................................ 55 Tabella 4‐3 Riepilogo carichi di picco edificio completo .............................................. 65 Tabella 4‐4 Rapporto dettagliato di calcolo ‐ edificio con carichi ................................ 66 Tabella 4‐5 Confronto tra i valori di carico ottenuti ..................................................... 67 Tabella 4‐6 Confronto dei carichi invernali tra i due programmi utilizzati .................. 69 Tabella 4‐7 Volumi ed aree ‐ zona default ................................................................... 69 Tabella 4‐8 Dettaglio dei carichi invernali dati dal software EDILCLIMA ..................... 70 Tabella 4‐9 Confronto dei carichi estivi tra i due programmi utilizzati ........................ 71 Tabella 5‐1 Dati tecnici Fancoil modello FC‐1 .............................................................. 76 Tabella 5‐2 Dati tecnici fancoil modello FC‐2 ............................................................... 76 Tabella 5‐3 Valori di f .................................................................................................... 84 Tabella 5‐4 Andamento dei valori di perdita lineare .................................................... 84 Tabella 5‐5 Percorso di calcolo di esempio per canale di mandata fancoil/locale ...... 87 Tabella 5‐6 Tipologie di raccordi usati nel caso base ................................................... 89 Tabella 5‐7 Cadute di pressione per diverse metodologie di calcolo .......................... 89 Tabella 5‐8 Perdita di carico estrazione bagni ‐ Revit .................................................. 95 Tabella 5‐9 Perdita di carico estrazione bagni ‐ Excel .................................................. 97 Tabella 5‐10 Calcolo delle perdite di carico Revit ‐ Ripresa ....................................... 100 Tabella 5‐11 Calcolo delle perdite di carico Excel ‐ Ripresa ....................................... 102 Tabella 5‐12 Calcolo delle perdite di carico Excel ‐ mandata .................................... 105 Tabella 5‐13 Perdite di carico Excel ‐ mandata .......................................................... 107 Tabella 5‐14 Proprietà dei raccordi a Tee .................................................................. 109 Tabella 5‐15 Confronto perdite di carico specifiche ‐ Tee ......................................... 111 9 Tabella 6‐1 Portate e scelta dei diametri principali ‐ UNI .......................................... 114 Tabella 6‐2 Fixture Units ‐ IPC ..................................................................................... 116 Tabella 6‐3 Unità di Carico totali ‐ IPC ........................................................................ 117 Tabella 6‐4 Portate e scelta dei diametri principali ‐ IPC ........................................... 117 Tabella 7‐1 Prospetto 3, cap. 6.3.2 UNI EN 12056 – Coefficiente di frequenza tipo 123 Tabella 7‐2 Prospetto 2, cap. 6.2.2. UNI EN 12056 – Unità di scarico DU ................. 123 Tabella 7‐3 Calcolo dei collettori acque reflue ‐ Collettore finale ............................. 124 Tabella 7‐4 prospetto B.1, appendice B ‐ Capacità dei collettori di scarico ............. 125 Tabella 7‐5 Drainage Fixtures ‐ IPC ............................................................................. 127 Tabella 7‐6 Pendenze minime ‐ IPC ............................................................................ 128 10 11 Introduzione Negli ultimi anni, nel settore delle costruzioni, dell’ingegneria e dell’architettura, si è richiesta la possibilità di utilizzare delle tecniche di progettazione e scambio dei dati che consentano la gestione del ciclo di vita di un edificio in modo univoco, con l’obiettivo di minimizzare tempi e costi dovuti a eventuali modifiche o errori che si riscontrano solo in tempi successivi, dando così la possibilità anche alle diverse discipline che concorrono nel progetto di potersi interfacciare e interagire in fase di sviluppo dell’opera. Questa necessità ha portato all’adozione di nuove tecnologie di lavoro, tra cui il BIM (Building Information Modeling), traducibile come “modello di informazione dell’edificio”, il quale si basa su un modello virtuale (e la relativa virtualizzazione dell’intero ciclo di vita dell’edificio) in grado di creare e gestire tutte le informazioni necessarie a ottenere un approccio più efficiente rispetto le tradizionali tecniche CAD. L’idea principale che sta alla base di questa metodologia di lavoro è quella di abbandonare gradualmente il classico sistema di lavoro dove le informazioni vengono trasmesse “in cascata” durante le diverse fasi della progettazione, per creare un sistema di scambio dei dati ciclico in cui le informazioni confluiscono in un unico modello dell’edificio, facendo quindi dialogare le diverse fasi a seconda delle proprie esigenze costruttive e progettuali. Oltre a un risparmio di tempi e costi legati allo scarso dialogo tra gli attori che prendono parte alla realizzazione dell’opera, i vantaggi principali dell’adozione del BIM sono quelli di migliorare pianificazione, gestione e controllo del progetto, migliorare la comunicazione e lo scambio di dati tra le diverse discipline e la possibilità di riservare più tempo alla progettazione che alla produzione della documentazione (dedicando i tempi a scelte e modifiche progettuali). In Italia al 2015, essendo il BIM ancora un metodo poco diffuso negli studi di ingegneria e architettura, i software BIM sono utilizzati come semplici strumenti di disegno con la sola aggiunta di una serie informazioni riguardanti materiali e 12 componenti, ma senza l’utilizzo di essi come canale comunicativo per la miglioria e l’efficientamento dell’edificio, nonostante le potenzialità degli strumenti adottati. Anche per quanto riguarda la fase impiantistica dei sistemi meccanici, il mercato italiano risulta in ritardo rispetto agli altri paesi europei nell’adozione dei software BIM, sia per quanto riguarda le applicazioni nell’ottimizzazione energetica dell’involucro edilizio che nella possibilità di usufruire dei strumenti di calcolo all’interno del programma stesso. L’intento di questo lavoro di tesi è quello di valutare criticità e pregi della metodologia usata nella progettazione BIM legata allo sviluppo degli impianti aeraulici ed idrici tramite software Autodesk Revit 2015 dell’edificio in fase di realizzazione “GB ONE” presente nell’Energy Park di Vimercate (MB). Il confronto viene effettuato tra quanto ottenuto mediante fogli di lavoro elettronici basati sulle correnti metodologie di calcolo determinate dalle norme italiane vigenti rispetto alle linee guida contenute in Revit e facenti riferimento alla normativa ASHRAE. Gli argomenti trattati partono dal calcolo dei carichi di picco estivo ed invernale, dove il confronto viene effettuato tra la normativa ASHRAE (e il metodo di calcolo RTS contenuto al suo interno) e i risultati ottenuti tramite la normativa italiana corrente (e applicata al modello edificio tramite software EDILCLIMA). Successivamente verrà verificata la bontà di Revit nel dimensionamento e nel calcolo delle perdite di carico dei sistemi aeraulici, delle reti di acqua calda e fredda sanitaria e delle reti di scarico delle acque reflue, in modo da poter determinare se effettivamente è possibile utilizzare il software Revit in modo completo o se ci sono scostamenti troppo grandi tra le normative che rendono questi strumenti contenuti nel software non applicabili in Italia. Tale lavoro è stato svolto all’interno di un’attività di tirocinio presso lo studio Ariatta Ingegneria dei Sistemi s.r.l. di Milano. 13 14 Capitolo 1. Building Information Modeling ‐ BIM Il BIM (Building Information Modeling) è la metodologia che consente di integrare in un unico modello le informazioni utili in ogni fase del ciclo di vita di un edificio, permettendo alle diverse discipline che intervengono prima, durante e dopo il progetto di integrare le proprie conoscenze facendole confluire su una base comune, con il vantaggio di avere un flusso di dati tra le diverse parti in costante aggiornamento. Si tratta dunque di un unico contenitore di dati grafici (disegni) e attributi strutturato in forma di database. Questa procedura permette quindi il controllo attivo su ogni fase di vita dell’opera, utilizzando il disegno non più come uno strumento solo informativo, ma trasformandolo in un agente attivo nello sviluppo e nella vita dell’edificio, incorporando, oltre alla fase di progettazione, anche quelle di gestione, collaudo e smantellamento dell’edifico. Il disegno assistito dunque è una piattaforma condivisa di informazioni sul progetto, da cui derivare ogni processo di analisi‐verifica‐comunicazione. Con BIM si intende quindi la virtualizzazione (tramite software) dei passaggi operativi e gestionali che influenzano direttamente le scelte progettuali. La differenza dalla progettazione classica riguarda lo sviluppo e il significato che il modello (ed il relativo disegno) assume durante il Life Cycle dell’edificio. Il BIM non va quindi inteso solamente come uno strumento di visualizzazione, ma come strumento utile allo scambio di informazioni lungo l’intera filiera delle costruzioni: questo permette di centralizzare tutte le informazioni, lasciando più spazio alla fase decisionale (permettendo processi decisionali anche molto in ritardo rispetto al metodo tradizionale) e permettendo interventi più mirati e tempestivi. Il lavoro di tesi va a valutare le procedure normate BIM riguardanti gli impianti meccanici definendone potenzialità e criticità, applicate a un caso di progetto: 15 l’intervento sull’edificio “GB One” (in parte ristrutturato e in parte di nuova costruzione) presente nell’Energy Park di Vimercate (MB), elaborato dallo studio Ariatta di Milano tramite software Revit 2015 di Autodesk. 1.1
Cos’è il BIM Lo sviluppo dell’intero ciclo di vita di un’opera tramite metodologia BIM è possibile tramite software appositi (per i software certificati vedere capitolo 2.3), i quali hanno introdotto modalità di creazione di modelli 3D che simulano la costruzione dell’edificio e degli impianti in esso contenuti in analogia all’attività di cantiere. Si è cominciato a parlare di progettazione BIM dalla fine degli anni 80, dalle necessità del mercato sia aereospaziale che architettonico di sviluppare la progettazione e il disegno non più in due dimensioni ma in tre. Successivamente è emersa la necessità di poter inserire nel disegno non solo informazioni geometriche ma anche parametriche, come ad esempio la composizione Figura 1 Sviluppo nel tempo della metodologia BIM strutturale o le proprietà meccaniche, fisiche o termiche degli elementi), al fine di far cambiare automaticamente un sistema al variare di un singolo elemento. L’introduzione dell’acronimo BIM è stata largamente usata in senso comune solo però dal 2003, quando Jerry Laiserin cominciò a standardizzare i passi e i termini comuni per la rappresentazione grafica dei progetti. Questo sistema di sviluppo del progetto fa in modo che si migri gradualmente dalla progettazione classica in 2D (attraverso piante e sezioni) a una progettazione in 3D 16 (coordinate spaziali) a cui vanno aggiunti anche la possibilità di valutare tempistiche (4D) costi (5D) e gestione (6D) del progetto, in modo da ottimizzare le proprie risorse su tutta la filiera produttiva della progettazione, grazie alla gestione simultanea di informazioni grafiche e dei data‐base. La possibilità di gestire il progetto come un vero e proprio “prototipo digitale del manufatto, dal quale estrarre la documentazione necessaria durante le fasi progettuali, esecutive e di gestione” 1 è quindi il vero punto di forza dell’utilizzo della progettazione BIM. Figura 2 Ciclo di vita di un edificio L’interoperabilità tra i diversi attori coinvolti rende perciò necessario uno scambio di dati in modo multidirezionale tra diversi software. Su questa necessità, è stato sviluppato uno standard di flusso di informazioni e dati tramite il formato IFC (Industry Foundation Classes), sviluppato da IAI (International Alliance for Interoperability) e dall’organizzazione BuildingSMART in modo da semplificare notevolmente la procedura 1
http://www.iaiitalia.polimi.it/files/IT_e_disegno_di_progetto.pdf 17 di input dei dati tra le fasi di architettura, ingegneria e costruzione nell’uso dei programmi BIM. 1.2
Utilizzo BIM in ambito ingegneristico In ambito ingegneristico, la metodologia BIM sta giocando un ruolo fondamentale nelle fasi di efficientamento energetico dell’involucro dell’edifico (dove le modifiche vengono comunicate e aggiornate tra le parti in modo continuo) e nello sviluppo di applicazioni di coordinamento delle varie discipline, quali il coordinamento delle stesse e la risoluzione delle interferenze in campo e la loro gestione. I processi BIM permettono quindi un risparmio del lavoro legato all’interfaccia tra i diversi subappaltatori e alla gestione delle diverse risorse legate alle diverse tipologie di impianti, alle decisioni da dover prendere all’avvio della progettazione e nel caso di eventuali modifiche e varianti in corso d’opera. In questo modo le scelte tecniche effettuate nella fase preliminare del progetto non sono vincolanti nelle fasi successive, ma sono modificabili in corso d’opera con costi e tempi più contenuti rispetto al passato. Nonostante la potenzialità di questi mezzi, per ora si preferisce progettare gli impianti (in questa tesi si farà riferimento ai soli sistemi meccanici presenti in un edificio) ancora tramite i metodi “tradizionali”, accantonando quelle che sono le implementazioni fornite dai software BIM, e usando questi ultimi sono come una base per l’immissione dei dati e la condivisione di essi. Questo perché il processo aziendale di introduzione del BIM implica un cambio di mentalità (non solo un cambio nell’utilizzo degli strumenti adottati) che riguarda il workflow del processo costruttivo e quindi il modus operandi dell’azienda, processo spesso non facilmente attuabile. Di seguito sono riportate le più importanti innovazioni per quanto riguarda la fase dell’ingegneria dei sistemi che l’utilizzo della progettazione BIM introduce rispetto alle classiche metodologie di lavoro. 18 1.2.1
Efficientamento dell’edificio L’efficientamento dell’edificio riguarda il fondamentale scambio di dati e di risultati tra le fasi di architettura e di ingegneria. Questo efficientamento avviene a valle dello sviluppo del modello architettonico e dei relativi calcoli effettuati dalla fase di ingegneria, e consente alla fase di architettura di aggiornare costantemente il proprio modello in base agli esiti ottenuti dai risultati delle prestazioni energetiche dell’edificio. Nel caso del software preso in esame in questa tesi (Autodesk Revit), questi risultati sono ottenibili sia tramite il calcolo dei valori di picco che tramite appositi plug‐in o programmi cloud (come Autodesk Green Building Studio) che sviluppano i risultati ottenibili dal modello architettonico, dando come output sia suggerimenti sulle possibili strategie per ridurre i carichi all’interno dell’edificio (come l’utilizzo di frangisole), sia eventuali proposte di miglioramento dei materiali utilizzati nella costruzione dell’involucro (come la modifica di isolanti o infissi). 1.2.2
Coordinazione spaziale MEP La coordinazione spaziale delle varie attività interagenti nello sviluppo dei processi meccanici all’interno dell’edificio è sempre stato sviluppato tramite un processo di continua revisione tra le discipline impiantistiche e strutturali, in modo da poter far combaciare le esigenze degli uni con gli altri. In questo campo, la metodologia BIM ha potuto snellire le procedure di progettazione tramite la visualizzazione in 3D, permettendo quindi un miglior coordinamento delle diverse discipline applicate all’edificio. Con le nuove metodologie di progettazione BIM, il coordinamento delle varie materie include non più solo la dimensione spaziale, ma informazioni necessarie come forma, dimensioni, locazione, peso, costo ed eventualmente specifiche di installazione o link esterni. In questo modo le nuove metodologie di progettazione rivelano ciò che non era possibile vedere nella classica modellazione 2D. La complessità del coordinamento in tre dimensioni e la possibilità di generare un modello virtuale del sistema completo edificio‐
impianti, abbattendo notevolmente i tempi di realizzazione e includendo in un unico progetto tutte le informazioni necessarie alla fase di realizzazione. Questo controllo è 19 anche detto “Clash Detection” e permette di rilevare eventuali interferenze già in fase progettuale, abbattendo quelli che sono i ritardi dovuti a eventuali modifiche sorte in cantiere. Il Clash Detection verifica che non ci siano interferenze geometriche tra l’architettura e la parte impiantistica, fornendo report dettagliati delle analisi. Passando alla metodologia BIM, la necessità di dare delle priorità al posizionamento dei vari elementi è rimasta una questione delicata, portando alla necessità di stilare una lista di precedenze, qui riassunte: Figura 3 Clash Detection 1. Strutture 2. Equipaggiamenti pesanti 3. Soffittature e illuminazioni 4. Condutture principali 5. Tubazioni principali 6. Condotti e cavi elettrici principali 7. Tubi pneumatici 8. Linee sprinkler, linee dell’acqua e altre tubazioni secondarie La modellazione BIM segue quindi la lista di priorità sopra riportata, a meno di specifiche richieste, valutate in corso d’opera dai diversi attori coinvolti 20 1.2.3
Level of Development LOD Il modello BIM sostituisce la classica suddivisione in progetto preliminare, definitivo, esecutivo e costruttivo, con un “grado di completamento del modello dell’edificio definito per lo scopo di coordinamento spaziale”, indicando la precisione di descrizione delle specifiche ricevute e da emettere. Esistono sei livelli di completezza LOD 100, 200, 300, 350, 400, 5002. Figura 4 Level of development Come si vede dalla Figura 4, aumentando il LOD, crescono anche le specifiche tecniche inserite nella rappresentazione grafica: si permette così agli utilizzatori del modello di capire chiaramente l’usabilità e le limitazioni delle informazioni contenute. Ad esempio, nel grado di completamento 300 la definizione richiede la presenza, oltre che delle specifiche geometriche come forma, dimensione, orientamento e quantità anche dell’eventuale interfaccia con altri sistemi presenti nell’edificio; passando al livello 2
[1]: https://bimforum.org/lod/ 21 400 si dovranno fornire anche informazioni di dettaglio, fabbricazione, assemblaggio e installazione dell’oggetto preso in esame. L’obiettivo primario del LOD (definito come utile strumento di comunicazione) è quello di aiutare i team di lavoro (compresi committenti e proprietari) ad avere una chiara idea di ciò che sarà contenuto nel modello dell’opera, e mettere a disposizione le informazioni e i dettagli che devono essere inseriti in ogni elemento che compone il modello. Questi gradi di completamento e dettaglio saranno definiti in accordo tra le diverse discipline operanti e i diversi attori presenti nello sviluppo del progetto, a seconda delle richieste di informazioni da inserire nel modello BIM. Il valore del LOD pertanto crescerà con lo sviluppo del modello BIM. 1.2.4
Esportazioni del modello per simulazioni dinamiche L’iterazione e lo scambio di dati tra i diversi software BIM è un punto forza fondamentale di questa nuova metodologia. Oltre all’esportazione nei classici formati CAD e DWF, è possibile esportare nei formati IFC (vedi capitolo Errore. L'origine riferimento non è stata trovata.) e nei formati gbXML (green building XML), formato sviluppato dai principali produttori di software BIM (Bentley, Autodesk e Graphisoft) per facilitare lo scambio dei dati contenuti negli edifici. La lettura e la possibilità di import / export dei modelli con estensioni univoche non riguarda solo i software BIM ma è utilizzata anche da software terzi, con la possibilità di eseguire analisi dinamiche sull’edificio modellato senza perdita di Figura 5 Esportazione da Revit informazioni (tra cui la possibilità di esportare il modello per effettuare analisi 22 energetiche o valutare prestazioni come ad esempio simulazioni energetiche per il conseguimento dei certificati LEED o BREEAM). 23 Capitolo 2. Linee guida e normative correnti Le linee guida per la corretta progettazione BIM sono state sviluppate dall’organizzazione internazionale “buildingSMART” a partire dal 1995: Esse sono state raccolte in una piattaforma dati chiamata IFC (Industry Foundation Classes) che sono un modello di dati aperto standardizzato per le informazioni di edificazione. L’IFC è un formato sviluppato per facilitare l’interoperabilità tra architettura, ingegneria e l’industria delle costruzioni (AEC). Queste specifiche, disponibili a tutti, sono anche raccolte dalla ISO 16739:20133. Figura 6 Sviluppo della normativa in ambito BIM Per chiarire la differenza tra BIM e IFC, nel primo caso si parla di una rappresentazione visiva basata sull’edificio, che raccoglie informazioni grafiche e non, mentre nel secondo caso si fa riferimento alle norme usate come base in Building Information Model per la condivisione di informazioni attraverso l’uso di differenti software e differenti discipline. 3
ISO 16739:2013 Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries 24 2.1
ISO 16739:2013 Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries La norma ISO 16739:2103, emessa dall’ente mondiale ISO, raccoglie le specifiche riguardanti lo scambio di dati per i modelli BIM sviluppate nel corso degli anni dall’organizzazione buildingSMART, e in particolare lo scambio di dati tramite la piattaforma dati IFC. Il protocollo IFC è supportato da una lista di software certificati per la modellazione BIM contenuti nella norma. Tra questi è presente anche Autodesk REVIT, che verrà usato in questo lavoro di tesi come software su cui fare principale riferimento. Figura 7 Come cambiano i flussi di lavoro con la metodologia BIM e con l’utilizzo degli standard IFC L’ultima versione aggiornata degli standard IFC è la IFC4 (marzo 2013), dove sono stati migliorati gli elementi strutturali, ed è stata inclusa una simulazione termica per il calcolo dei carichi di picco estivi ed invernali. La possibilità di calcolare i carichi di picco dell’edificio per il riscaldamento e il raffrescamento riduce quindi i tempi di ricostruzione di un modello 3D tramite un software dedicato esclusivamente al calcolo dei carichi interni. Di questa simulazione termica si tratterà nel capitolo successivo. Con l’emissione della nuova norma ISO, la modellazione BIM passa dal 3D al 5D (comprendendo quindi nel corso di sviluppo del progetto i tempi e i costi di ogni singola 25 fase progettuale). Con questo aggiornamento, è possibile anche studiare l’edificio anche dal punto di vista dell’analisi termica, ed eventualmente agire sui componenti critici in fase preliminare. A livello europeo è stata pubblicata la direttiva European Union Public Procurement Directive (EUPPD 2014/24/UE art 22 c.4), dove per la prima voltasi introduce il concetto di tecnologia BIM per gli appalti pubblici. La versione originale della norma riporta “For public works contracts and design contests, Member States may require the use of specific electronic tools, such as of building information electronic modelling tools or similar.”, quindi si dà lo spunto agli stati membri di rendere cogente tale tecnologia negli appalti pubblici; anche se ogni Stato membro è libero di scegliere con che grado di vincolo recepire tale norma. Ad esempio, paesi come Danimarca e Norvegia da alcuni anni hanno già obbligato l’uso della tecnologia BIM nel campo del pubblico, mentre nel Regno Unito sarà obbligatoria dal 2016, dove studi inglesi prevedono che a regime in tutta la filiera si possa arrivare nei lavori pubblici a risparmi di costo del 33% e di tempi del 50%4. In Italia invece i casi di utilizzo di BIM restano spontanei, in quanto ancora la normativa europea non è stata recepita e attuata a livello nazionale italiano, nonostante un termine di trasposizione fissato al 18/04/2016. 2.2
Le linee guida per la parte ingegneristica Dopo la costruzione della parte architettonica/civile, esistono dei passi indicativi per la progettazione dei sistemi meccanici ed elettrici, e dell’analisi energetica, come riportato di seguito: 
Stesura del modello energetico: partendo dal modello di base architettonico, (comprendente stratigrafie, elementi trasparenti, muri esterni), si impostano 4
Il Sole 24 Ore, 4 marzo 2015, Italia in ritardo sul modello BIM, Alessandro Arona 26 temperature interne, ricambi d’aria, controlli, profili di funzionamento e dati termoigrometrici della località. Le seguenti informazioni incluse nel modello BIM saranno: ‐
‐ dettagliati tassi di utilizzo di elettricità nei locali ‐
‐ uso di destinazione dell’edificio ‐
‐ pianificazione di utilizzo dell’edificio ‐
‐ informazioni dell’illuminazione all’interno dei locali (W/m2) ‐
‐ informazioni dei componenti HVAC (EER, COP, kW, tonn, ecc) ‐
‐ carichi termici all’interno dell’edificio e pianificazione di utilizzo ‐
‐ carichi elettrici dell’edificio e pianificazione di utilizzo 
Calcolo dei carichi: lo scopo di questo passo è quello di poter prendere in fase preliminare decisioni sugli impianti HVAC e dei fabbisogni di acqua calda sanitaria dell’edificio. È raccomandato iterare le simulazioni variando i componenti architettonici uno alla volta in modo da poter definire percentuali di miglioramento/peggioramento delle prestazioni. In questa fase si comunicano eventuali migliorie alle fasi di progettazione precedenti, rendendo il processo di costituzione dell’edificio iterativo. 
Progettazione di dettaglio per gli elementi HVAC: gli elementi da considerare sono sia quelli di generazione e terminali (chiller, fancoil, compressori, torri evaporative, ecc), sia quelli di distribuzione (tra cui tubazioni, canali, terminali). In questa fase si deve prestare già attenzione agli elementi di interferenza che questi impianti possono avere con elementi quali accessi, porte, spazi già occupati ecc. 
Per i sistemi elettrici si distinguono gli elementi di potenza e telecomunicazione (che includono il posizionamento di trasformatori, generatori di emergenza, interruttori), di illuminazione (con relativi spazi di 27 ingombro in controsoffitti, interruttori e controllo delle luci), sistemi di segnalazione antincendio e controlli dell’edificio. 
Progettazione di dettaglio per i sistemi di tubazioni idrici/idronici e protezione incendio, comprendenti vasche, trattamenti delle acque, toilette e scarichi, separatori di grassi e sistemi antincendio (sistemi sprinkler, valvole di allarme zona e valvolame) Il corretto utilizzo degli strumenti BIM implica un costante flusso di informazioni e modifiche tra le discipline impegnate nello sviluppo del modello dell’edificio, riducendo anche le interferenze e li errori che sarebbero riscontrabili solo in cantiere. 2.3
Software certificati Ad oggi, l’associazione “buildingSMART” propone una serie di software certificati per l’utilizzo nella progettazione BIM, di cui i principali produttori restano Graphisoft, Autodesk e Bentley5, storicamente i primi produttori di software atti all’utilizzo e allo sviluppo della metodologia BIM. Software
Developer
Autodesk Software
Application
Exchange
Requirement
Export/Import
Status
Structural
Export
in progress
Architecture Import & Export Export: certified Autodesk Autodesk Autodesk Autodesk Advanced Steel AutoCAD Architecture AutoCAD MEP Revit Architecture Revit MEP Revit Structure BuildingServices
Architecture BuildingService Structural Export
Import & Export Import & Export Import & Export Autodesk Revit LT Architecture Import & Export Import: in progress in progress
Export: certified Import: certified Export: certified Import: certified Export: certified Import: certified Export certified Import: in progress Autodesk Tabella 2‐1 Software Autodesk certificati 5
http://www.buildingsmart.org/compliance/certified‐software/ 28 Nell’ambito aziendale su cui si basa questo lavoro di tesi, è stato scelto di procedere con l’utilizzo dei software Autodesk, e in particolare Autodesk Revit 2015, il quale permette la creazione di modelli e disegni esportabili e importabili facilmente da AutoCAD, software utilizzato fino ad oggi nella progettazione degli impianti dai progettisti presenti in Ariatta. 2.4
UNI 11337: Edilizia e opere di ingegneria civile ‐ Criteri di codificazione di opere e prodotti da costruzione, attività e risorse ‐ Identificazione, descrizione e interoperabilità L’uso della metodologia BIM, come visto, ha subito un’importante accelerazione da quando la Gran Bretagna ha imposto il BIM negli appalti pubblici a partire dal 2016. In sede nazionale, al febbraio 2015, sui temi BIM sta lavorando il tavolo UNI/CT 033/GL 05 "Codificazione prodotti e processi", coordinato da Alberto Pavan del Politecnico di Milano. Alla stesura di questa nazionalizzazione della normativa internazionale in vigore partecipano i principali stakeholder del settore costruttivo (presente anche il Politecnico di Milano), i quali, dopo l’esperienza della creazione di una piattaforma nazionale di scambio denominata “INNOVance” (progetto creato nel 2011 con l’obiettivo di creare il primo database nazionale per l’edilizia), si sta riscrivendo la UNI 11337:20096 di riferimento dove, sin dall’origine, era stata prevista la redazione di un’apposita specifica tecnica per la regolamentazione del BIM in Italia. La nuova norma (che uscirà prima come specifica tecnica per una preventiva verifica sul mercato) nella sua strutturazione aggiornata all’evoluzione del BIM si suddividerà nelle seguenti parti: 
parte 1 "Linee d’indirizzo, digitalizzazione del settore costruzioni e gestione informativa (information management)" 6
UNI 11337:2009 "Edilizia e opere di ingegneria civile - Criteri di codificazione di opere
e prodotti da costruzione, attività e risorse - Identificazione, descrizione e
interoperabilità" 29 
parte 2 "Denominazione e codifica univoca prodotti, processi e opere" 
parte 3 "Schede informative di prodotto [marcato e non marcato]" 
parte 4 "Definizione dei livelli informativi". Si prevede la chiusura dei lavori per il 2015 e la pubblicazione delle differenti parti della norma tra il 2105 ed il 2016. 30 Capitolo 3. Modellazione dell’edificio Si potrà ora procedere alla modellazione dell’edificio “GB One” presente all’interno dell’Energy Park di Vimercate (MB), attualmente in costruzione ed in consegna per l’estate 2016. La destinazione dell’edificio è principalmente ad uso uffici, con al suo interno parti adibite a laboratori di ricerca. Il modello presentato considerato come caso di studio presenta delle semplificazioni rispetto all’edificio reale: mentre l’edificio reale è formato da cinque piani (piano interrato non riscaldato, piano rialzato formato da uffici e laboratori, piani primo, secondo e terzo comprendenti uffici e sale riunioni), per la modellazione e l’analisi dell’edificio è stato eliminato un piano intermedio (uno dei due livelli posti tra piani riscaldati) in quanto ridondante, poiché già presente nell’edificio un livello con caratteristiche termoigrometriche e con superfici disperdenti identiche. L’edificio modello ha i seguenti piani (come visibili in Figura 8) 
Piano interrato NR7 
Piano rialzato con pavimento isolato verso locali NR e verso ambiente esterno 
Piano primo compreso tra due livelli riscaldati 
Piano secondo con copertura disperdente verso ambiente esterno Per le piante dei vari piani si faccia riferimento agli annessi 7
Locali NR: locali non riscaldati, a cui non viene associata una temperatura da
mantenere durante le stagioni invernali o estive 31 3.1
Modellazione dell’edificio in 3D Figura 8 Modellazione 3D dell'edificio esistente – Autodesk Revit Per la creazione della struttura analitica in 3D si è proceduto dalla base dei disegni CAD completati nella fase di sviluppo architettonico, ed in base alle stratigrafie fornite. L’involucro esterno si divide principalmente in due tipologie: la prima composta principalmente da un rivestimento esterno verticale di superfici vetrate e da marcapiani contenenti uno strato di 14 cm di isolante in pannelli rigidi di lana di vetro, mentre la seconda formata da pareti esterne con 14 cm di isolante (sempre lana di vetro) e 14 cm di calcestruzzo per esterni. Cambiano così gli spessori e le trasmittanze delle diverse parti dell’edificio. I pavimenti sono stati divisi in base alla presenza o no di locali non riscaldati al piano inferiore, per cui solo il pavimento a piano rialzato conterrà al suo interno uno strato di isolante (per l’esattezza 10 cm di polistirene espanso), mentre per i pavimenti tra piani riscaldati non è stato inserito alcun tipo di isolante. La copertura orizzontale dell’ultimo piano (copertura che ospiterà le macchine di trattamento aria e termiche) è isolata verso l’esterno con 12cm di polistirene espanso) e ricoperta da uno strato di ciottoli. 32 E’ presente, in ogni piano un controsoffitto, dove verranno successivamente modellizzati gli impianti meccanici e un pavimento galleggiante dove saranno allocati la gran parte degli impianti elettrici. Di seguito sono riportati i componenti principali, opachi e finestrati, presenti nell’edificio e inseriti nella modellazione in termini di prestazione energetica. Per semplicità nella trattazione successiva si farà riferimento ai codici, riportanti nelle piante in appendice A Trasmittanza Cod.
Descrizione infisso Uw [W/m2K] W1 TIPO 1 / VET 1 facciata TX edificio
1,730 W2 TIPO 2 / VET 2 e TIPO 3 / VET2a facciata edificio
1,800 Tabella 3‐1 Trasmittanza elementi trasparenti Trasmittanza U Cod.
Descrizione M1 Chiusura verticale facciata continua 0,228 M2 Facciata TX 0,249 M3 Tamponamento su scale 0,292 M4 Tamponamento su ascensori
0,292 M5 Tamponamento su cavedi
0,292 P1 Pavimento su box ‐ uffici
0,260 P2 Pavimento su NR ‐ uffici
0,260 P5 Chiusura orizzontale inferiore 0,196 S1 Copertura uffici impianti
0,220 [W/m2K] Tabella 3‐2 Trasmittanza elementi opachi 33 3.2
Dati climatici interni ed esterni: Vimercate: Zona Climatica: E (2400 gradi/giorno8) – periodo di riscaldamento dal 15 ottobre al 15 aprile (DPR 492/93) Di seguito si riportano le condizioni termoigrometriche di progetto esterne: Inverno: Temperatura Secca (D.T.): ‐ 5° C Umidità Relativa: 60 % Estate: Temperatura Secca (D.T.): +32° C Umidità Relativa: 48 % Categoria edificio E8: Edifici adibiti ad attività industriali ed artigianali e assimilabili (in base al D.P.R. 412/939). Per le condizioni climatiche interne, i dati di progetto forniscono i seguenti valori: Locali occupati con A/C, parametri ambiente 
Spazio Lab‐uffici: Inverno T 20°C + 1° e RH 40 +/‐ 10%, Estate T 26°C + 1° e RH 55 +/‐ 10%, 
Atrio di ingresso al piano terreno, questa area avrà un controllo climatico “passivo” Inverno T 19° C + 2° e RH N/C, Estate T 27° C + 1° e RH N/C. 
Locali riscaldati e ventilati con condizioni invernali, Servizi igienici: Inverno T 20° C +/‐ 1° C e RH N/C Mentre per la gestione dei ricambi d’aria: 
Uffici e spazi di circolazione: 40 m3/h di aria primaria a persona, secondo un livello di occupazione di 1 persona per ogni 10 m2 (affollamento open‐space) di superficie netta calpestabile 
Servizi igienici: 8 volumi/ora di flusso continuo, in estrazione. 
Locali magazzini‐archivio: ventilati naturalmente 34 
Atrio di ingresso al pian terreno: ventilazione passiva; ripresa aria dagli spazi uffici Per la gestione delle temperature e dell’umidità all’interno dei vari locali sono state create diverse zone di controllo, in particolare una zona relativa a open‐space, uffici chiusi e laboratori, una relativa ai servizi igienici (comprendenti i vani anti‐bagno) e una relativa all’atrio di ingresso. Per i vani tecnici, il programma REVIT imposta un’assenza di controllo di temperatura e umidità, con mancanza di carichi interni. 35 3.2.1
Dati climatici esterni Vengono ora riportati i principali dati climatici esterni raccolti dal programma Revit: Temperatura esterna media durante l’anno: I picchi verranno raggiunti nei mesi di gennaio (circa ‐5°C) e di luglio (circa 32°C). Questi saranno i valori presi a riferimento come peggiori. Figura 9 Temperatura media esterna ‐ Vimercate (MB) Per il calcolo dei carichi di raffreddamento, viene definito un giorno di punta per ognuno dei 12 mesi dell'anno, con una temperatura di bulbo secco massima corrispondente al percentile mensile dell'1% per la posizione. Questa è la temperatura che viene superata in media, durante quel mese, per 1% del tempo. L'intervallo giornaliero e il profilo della temperatura di bulbo secco e i valori corrispondenti della temperatura di bulbo umido, sono derivati dai dati nel database ASHRAE. Il numero della limpidezza è attualmente 1 per tutte le posizioni. Questo valore verrà aggiornato in versioni successive quando questi dati saranno disponibili per posizioni specifiche. 36 Per il calcolo dei carichi di riscaldamento, la temperatura di bulbo secco viene impostata sul percentile annuale del 99% per la posizione, ovvero la temperatura che viene superata in media per un certo numero di anni per il 99% del tempo. 3.2.2
Carichi interni I carichi interni sono dati dalla presenza di luci artificiali e di apparecchiature elettriche per uffici. Il profilo di funzionamento impostato prevede di 6 giorni a settimana, attivi dalle 6:00 alle 23:00 seguendo un andamento come da figura sottostante, tramite profilo preimpostato da Revit in base alla destinazione dei locali. Figura 10 Andamento giornaliero carichi interni ‐ Revit Nello specifico vengono inseriti, per l’illuminazione: 
Uffici, laboratori e pianerottoli degli ascensori 10 W/m2 
Atrio di ingresso al pian terreno 20 W/m2 Mentre per gli apparecchi elettici: 
Apparecchi installati all’interno di zone uffici: 25 W/m2 con coefficiente di simultaneità 0,75 
Apparecchi all’interno delle sale riunioni 10 W/m2 37 3.2.3
Indici di affollamento Seguendo la normativa UNI 1033910 appendice A, l’indice di affollamento previsto per gli open‐space è di 0,12 persone/m2. Figura 11 indici di affollamento ‐ norma UNI10339 appendice A In questo caso, la presenza di operatori all’interno dello stabile segue un andamento descritto in figura sotto, ipotizzando un periodo di lavoro settimanale di 6 giorni dalle 8:00 alle 17:00. Figura 12 Andamento giornaliero affollamento 38 3.2.4
Verifica condensa Il software non effettua una verifica della condensa interstiziale degli elementi opachi dell’edificio. La mancata possibilità di effettuare questo tipo di verifica costituisce un serio limite alla progettazione. Soprattutto dall’entrata in vigore dell’ultima normativa energetica Decreto 19 agosto 2005 n.192 (ora corretto e integrato dal Decreto 29 dicembre 2006, n.311), che impone l’assenza totale della condensa interstiziale. Inoltre non è possibile ricavare la temperatura superficiale interna delle pareti, eliminando così anche la possibilità di valutare la formazione di muffe. 10
UNI 10339: Impianti aeraulici al fini di benessere. Generalità, classificazione e
requisiti. Regole per la richiesta d'offerta, l'offerta, l'ordine e la fornitura. 39 Capitolo 4. Calcolo dei carichi di picco tramite software Revit e confronto dei dati con EDILCLIMA Nel capitolo che segue sono riportati i metodi di calcolo e i risultati dei carichi di picco dell’edificio, effettuando un confronto tra i dati restituiti da Revit e i dati ottenuti con una modellazione in Edilclima, software per il calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici, tutt’ora utilizzato come strumento base per il calcolo dei carichi. Da questo confronto si potrà capire se il calcolo effettuato con Revit è attendibile, o se presenta degli scostamenti e degli scostamenti rispetto al calcolo effettuato con i software utilizzati finora. La prima differenza che si nota riguarda l’uso di due metodi diversi di calcolo per i carichi di picco: il software Revit utilizza le linee guida contenute nell’ASHRAE11, e in particolare il metodo Radiant Time Series, mentre le normative italiane di riferimento sono le UNI 11300‐112 per quanto riguarda il carico estivo e la UNI 1283113 per il calcolo invernale. 11 ASHRAE Handbook Fundamentals, 2009, cap. 18
UNI TS 11300 Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio
per la climatizzazione estiva ed invernale
13 UNI 12831: Impianti di riscaldamento negli edifici - Metodo di calcolo del carico
termico di progetto 12 40 4.1
Modello matematico In generale la metodologia di calcolo contenuta all’interno del software utilizza come input i parametri termofisici dettagliati della struttura, e rilascia come output i carichi termici di picco invernale ed estivo. Vengono analizzati i seguenti apporti termici: ‐
Dispersioni termiche orarie dell’edificio attraverso i componenti opachi e trasparenti ‐
Apporto termico solare ‐
Apporto termico gratuito delle sorgenti interne (illuminazione e affollamento) ‐
Dispersioni dovute ai ricambi d’aria Riconducendosi a una equazione finale di bilancio termico edificio – ambiente esterno ,
,
Dove ‐
T è la temperatura della zona termica simulata ‐
ΣmiCi è la sommatoria delle capacità termiche estesa a tutte le chiusure, verticali e orizzontali, opache e trasparenti. ‐
Qsol,w apporti termici solari attraverso la superficie finestrata ‐
Qsol,o apporti termici solari attraverso le superfici opache ‐
Qint apporti termici interni ‐
Qdisp è lo scambio termico per trasmissione attraverso l’involucro dell’edificio ‐
Qvent è lo scambio termico per ventilazione e infiltrazione 41 4.1.1
Metodo RTS Il metodo RTS (Radiant Time Series) è il metodo numerico contenuto nell’ASHRAE e usato principalmente per il calcolo dei carichi di picco di raffrescamento e applicabile anche al caso di riscaldamento invernale. Questo metodo si basa sulla determinazione del carico tramite due importanti definizioni riguardanti il flusso termico: ‐
Guadagno termico (Heat Gain), ossia il flusso di calore netto all’interno dell’edificio, istante per istante. Tale valore è dato dalla differenza tra i flussi entranti nell’edificio e quelli uscenti (flussi termici radiativi e convettivi attraverso componenti opachi e trasparenti, flussi per ventilazione e flussi termici generati da persone e apparecchiature) ‐
Carico di raffrescamento (Cooling Load): è la quantità di calore che bisogna estrarre dall’ambiente per mantenere la temperatura interna voluta e, di conseguenza, dimensionare opportunamente gli impianti di climatizzazione. Il metodo RTS deriva da semplificazioni apportate al metodo di calcolo HB (Heat Balance), eliminando la necessità di dover iterare i passaggi dei calcoli per determinare i guadagni di calore e i carichi di raffrescamento. Prima di passare al metodo RTS verrà descritto brevemente il metodo HB. L’Heat Balance Method fa riferimento a quattro processi, che sono: ‐
Bilancio termico sulla superficie esterna: comprende i flussi dovuti alla radiazione solare diretta e diffusa, flussi dovuti alla radiazione scambiata con l’aria circostante, flussi di scambio convettivo con l’aria esterna, flusso conduttivo all’interno del muro. ‐
Processo di conduzione della chiusura opaca, risolvibile attraverso i diversi metodi come elementi finiti, trasformate ecc. 42 ‐
Bilancio termico sulla superficie interna, comprendente i flussi dovuti alla radiazione scambiata con le superfici interne, flussi radiativi dovuti alle luci e dalle apparecchiature presenti, flussi conduttivi attraverso le chiusure opache, flussi radiativi solari trasmessi e assorbiti dalle superfici e infine i flussi convettivi dell’aria interna. ‐
Bilancio termico dell’aria tramite il calore trasferito per convezione dalle superfici, parti convettive del carico interno, carichi sensibili dovuti a infiltrazioni e ventilazione. Il modello RTS introduce a questi processi dei valori di semplificazione, e questa metodologia si basa su tre assunzioni iniziali molto importanti: ‐
il calcolo del carico di raffrescamento è effettuato per un giorno singolo e i giorni precedenti hanno condizioni uguali, in modo che l’energia immagazzinata dall’edificio durante la notte non abbia valori discostanti dai valori precedenti; ‐
il bilancio sulla superficie esterna del modello HB è sostituito con la condizione al contorno della temperatura aria‐sole (lo scambio di calore è regolato dalla conduttanza superficiale, coefficiente che nasce dagli scambi convettivi e radiativi); ‐
è considerata l’esistenza di uno sfasamento dei valori radiativi (l’energia è infatti immagazzinata e poi rilasciata dai componenti opachi che compongono la struttura), per cui il carico di picco di raffrescamento è smorzato e sfasato . Le ipotesi descritte permettono di procedere in modo sequenziale e di poter risolvere l’equazione di bilancio nel dominio del tempo. 43 Figura 13 Metodo RTS secondo l’ASHRAE Con il metodo RTS, nel calcolo del transitorio si impiegano dei coefficienti sia per il calcolo del guadagno di conduzione (CTF, Conduction Time Factor) che per il calcolo dei carichi di raffrescamento (RTF, Radiant Time Factor). Questi coefficienti hanno un significato fisico ben preciso: i primi quello di modellare l’inerzia termica delle pareti e i secondi le componenti del carico dovuti alla radiazione. La procedura di calcolo dei carichi di raffrescamento tramite metodo RTS si basa sui seguenti step: 1. Calcola un profilo di 24 ore degli incrementi di calore dei componenti per giorno di punta (per la parte conduttiva degli elementi opachi vengono applicati dei valori di compensazione di ritardo, denominati CTS) 2. Divide gli incrementi di calore in parte convettiva e radiativa 3. Il ritardo di conversione della parte radiativa in carico di raffrescamento deve essere compensato tramite una apposita serie RTS 4. Si somma la parte convettiva e radiativa dell’incremento di calore per ogni ora e per ogni componente dell’involucro. 44 Alla fine di questo processo di calcolo vengono sommati i carichi per ogni ora e viene selezionata l’ora con il carico di picco. Questa operazione viene effettuata per tutti i mesi al fine di determinare il carico massimo di raffrescamento. Figura 14 Andamento delle serie CTS per diversi materiali I valori di compensazione CTS (Conduction Time Series) sono tabellati dall’ASHRAE per un vasto numero di elementi quali muri e coperture, e vengono usati insieme al valore di trasmittanza U per il calcolo del carico di picco estivo, mentre per il caso invernale è utilizzato solo il valore di trasmittanza. La Figura 14 descrive i valori CTS per tre serie di materiali opachi, da una serie pesante (in rosso) a una leggera (in blu): come si può notare per una parete leggera i valori di CTS sono molto elevati per le prime ore, mentre tendono allo zero nelle ore successive; questo significa che in una parete di questo tipo è immagazzinata una quantità relativamente piccola di energia. Diversamente, pareti pesanti hanno valori di CTS maggiori nelle ore centrali, restando poi diverse da zero nel resto delle ore giornaliere; questo è appunto indice di un ritardo temporale. Questi valori CTS sono usati per calcolare l’incremento di calore conduttivo per l’ora corrente e per le 23 ore precedenti (quindi un incremento di calore dato dall’accumulo dell’elemento nelle ore precedenti) con la seguente formula: ,
,
,
. . .
qq= incremento di calore conduttivo orario per la superficie qi,q = flusso termico per l’ora corrente 45 ,
qi,q‐n = flusso termico n ore prima c0, c1 ecc. = fattori CTS Il flusso termico conduttivo attraverso pareti opache è dato a sua volta dall’espressione ,
,
U = coefficiente globale di scambio termico della superficie (W/m2 K) A = superficie [(m2) Te,q‐n = temperatura aria‐sole n ore prima (K) Trc = temperatura ambiente costante presunta (K) Il valore del coefficiente globale di scambio termico gioca un ruolo molto importante nel calcolo del carico di picco invernale, ed è calcolato tramite la formula: 1
1
1
Nel caso dei componenti vetrati, si hanno guadagni di calore attraverso la radiazione solare trasmessa dagli elementi trasparenti all’interno dell’ambiente, la radiazione trasmessa e la conduzione. L’apporto dato dalla conduzione è calcolato separatamente dai guadagni radiativi, tramite la formula: ,
U = coefficiente globale di scambio termico della superficie vetrata (W/m2 K) A = superficie incluso il telaio(m2) T0,Θ = temperatura aria‐sole n ore prima (°C) Trc = temperatura ambiente costante presunta (°C) Θ = ora attuale Mentre gli apporti dati dalla frazione radiativa solo calcolati in base all’ora, all’angolo di azimut della superficie e all’irraggiamento diffuso e diretto sulla superficie. Se le vetrate sono ombreggiate, si dovrà distinguere tra area ombreggiata e non. 46 4.1.2
Calcolo dei carichi di raffrescamento Il carico di picco di raffrescamento dell’edificio risulta quindi un calcolo complesso che riguarda gli scambi termici tra superfici esterne ed interne, componenti finestrate ed altre masse presenti all’interno dell’edificio preso in considerazione. Lo scambio termico radiativo introduce una dipendenza dal tempo che non è facile individuare. La radiazione come visto, è assorbita dalle pareti e successivamente trasferita per convezione all’interno del locale; la conversione di questo calore è possibile applicando una serie composta da 24 valori relativi ad ogni ora giornaliera di tempi radiativi RTF (Radiant Time Factors), che rappresenta la frazione di energia radiativa trasmessa per convezione in quell’ora e nelle ore precedenti. . . .
QΘ = carico di raffreddamento (Q) per l’ora corrente Θ qΘ = guadagno di calore per l’ora corrente qΘ‐δ = guadagno di calore per l’ora precedente r0,r1,ecc = serie RTF Questi valori RTF sono unici per ogni zona e dipendono dalla geometria della zona, dall’involucro dell’edificio, partizioni termiche, massa termica, ecc. 4.1.3
Calcolo dei carichi di riscaldamento Il calcolo del carico di picco invernale secondo la ASHRAE è fatto seguendo sempre la metodologia RTS descritta prima, adottando però delle eccezioni, quali: ‐
La temperatura esterna ai locali è generalmente minore di quella interna ai locali da riscaldare ‐
Non vengono inclusi nel calcolo i guadagni di radiazione solare ‐
L’inerzia termica dell’edificio è trascurabile ‐
La conduzione del calore attraverso i componenti opachi e trasparenti è maggiore nel carico invernale; in questo modo si dovrà fare più attenzione al calcolo della trasmittanza totale U usata nel calcolo. 47 4.2
Calcolo dei carichi – Autodesk REVIT Negli edifici non residenziali, si prevede che i locali non siano occupati durante le ore notturne. Questo implica che, nel caso invernale, non sia richiesta ventilazione interna, non siano presenti operatori all’interno e che luci e macchinari elettrici siano spenti. Prima di essere occupato l’edificio è riscaldato e portato alla temperatura richiesta, mentre durante il periodo di occupazione la perdita di calore verso l’esterno sarà generalmente compensata dal calore emanato da apparecchiature elettriche, persone e illuminazione, lasciando la ventilazione come dispersione preponderante nel bilancio termico. Nel caso estivo, i carichi di raffrescamento includeranno la rimozione della parte dei flussi comprendenti carichi interni, apporti termici solari radiativi e convettivi e la ventilazione. Dopo aver analizzato come il software svolge i calcoli per la determinazione dei carichi dell’edificio sia per la parte invernale ed estiva si può passare alla fase successiva, che riguarda la determinazione dei carichi in due principali casi: 
Dispersioni attraverso l’involucro 
Valori di picco con carichi interni sensibili e latenti (controllo dell’umidità) e ventilazione dei locali Si ricorda che l’edificio è composto da 4 piani, di cui il piano interrato è interamente non riscaldato, ma verrà comunque considerato nella modazione del software in quanto i locali a questo piano non avranno la stessa temperatura dell’ambiente esterno nelle ore di picco ma avranno una temperatura compresa tra la temperatura esterna e quella da mantenere interna ai locali, la quale non è controllabile all’interno del software. I piani climatizzati (rialzato, primo e secondo), sono composti principalmente da uffici e laboratori, servizi igienici, vani di passaggio (come scale e corridoi) e vani tecnici (vani ascensore e cavedi). 48 4.2.1
Zone Climatiche Si può già quindi pensare a una suddivisione in zone climatiche in base al controllo della temperatura e dell’umidità che risulti uguale per diversi ambienti. Riprendendo i dati di progetto riportati nel capitolo precedente i piani sono stati suddivisi nelle seguenti zone (dove per zona si intendono più locali accumunati dalle stesse condizioni termoigrometriche interne) climatiche: 1. Spazio laboratori‐uffici: Inverno T 20° C + 1° e RH 40 +/‐ 10%, Estate T 26° C + 1° e RH 55 +/‐ 10%, 2. Servizi igienici: Inverno T 20° C +/‐ 1° C e RH N/C Estate N/C 3. Atrio di ingresso al piano terreno: Inverno T 19° C + 2° e RH N/C, Estate T 27° C + 1° e RH N/C. 4. Locali non riscaldati: Inverno N/C, Estate N/C. Importante è sottolineare la differenza nella definizione dei locali non riscaldati (NR) e vani tecnici all’interno del programma. I primi sono classificati come non abitabili ma comunque possono contemplare al loro interno carichi elettrici o illuminazione che possono risultare critici nel calcolo del carico di raffrescamento, mentre i secondi non contemplano la di avere carichi all’interno del vano ma comunque questi locali risentiranno lo stesso delle temperature dei locali attorno ad essi. Un esempio più che esaustivo è la differenza tra un locale elettrico o meccanico (locale che conterrà illuminazione ma anche macchinari in grado di produrre calore) e un cavedio per il passaggio di tubi e canali da un piano all’altro. 49 Nella tavola seguente si possono notare la suddivisione delle zone nel piano rialzato (per i restanti piani si veda l’appendice per ulteriori informazioni), dove è stato assegnato un colore ad ogni zona climatica. 50 Figura 15 Suddivisione delle zone climatiche all’interno dell’edificio – piano di riferimento: piano rialzato 51 Si nota come la zona climatica “ZONA 1 – spazio laboratori e uffici” sia nettamente maggiore rispetto le altre zone. La presenza di uffici e quindi delle determinate richieste termoigrometriche della zona 1 andranno a influire pesantemente sui risultati ottenuti. Essendo richiesta la delimitazione verticale dei locali per il calcolo di superficie disperdente e di volume è stato preso come limite inferiore degli ambienti la superficie grezza della soletta sotto il pavimento galleggiante, mentre per la delimitazione superiore si è considerato l’intonaco della soletta del soffitto, sopra il controsoffitto. Questa scelta è stata effettuata dal momento che né pavimento galleggiante né controsoffitto sono elementi sigillati, ma permettono passaggi di aria, come si vede in sezione, dove è stata colorata l’area con sui verranno svolti i calcoli. Figura 16 Sezione tipo per l’identificazione del volume considerato Quindi, per ogni locale si impostano: 52 
Limiti inferiore e superiore del locale (con relativi offset di altezza nell’eventualità di presenza di pavimenti galleggianti o controsoffitti stagni) 
Carichi HVAC o elettrici per unità d’area (W/m2) 
Il tipo di climatizzazione (riscaldamento e raffrescamento, solo riscaldamento come nel caso dei servizi igienici, senza ventilazione o con ventilazione naturale) 
I carichi interni dovuti alla presenza di persone e illuminazione. Mentre per ogni zona si va a definire 
set point di temperatura e umidità estiva 
set point e di umidità 
numero dei ricambi d’aria Di seguito sono riportati i risultati numerici ricavati dal calcolo con Revit: 53 4.2.2
CASO 1 ‐ SOLO INVOLUCRO In questo primo calcolo, si vogliono determinare solo le dispersioni e gli apporti attraverso l’involucro, in modo da poter ottenere una visuale globale sul calcolo effettuato sul modello precedentemente costruito e determinare le prime criticità che possono insorgere. In questo modo (impostando nulli tutti i valori di carichi interni e azzerando i ricambi d’aria all’interno dell’edificio) si otterrà la sola potenza necessaria a mantenere la temperatura voluta all’interno dei locali, e questa sarà la sola dovuta solamente alle dispersioni dell’involucro verso l’esterno diminuite degli apporti interni. Si veda di seguito i risultati: Risultati calcolati Carico di picco di raffrescamento totale (kW)* Mese e ora picco di raffrescamento Carico di picco di raffrescamento sensibile (kW) Carico di picco di raffrescamento latente (kW)** Capacità di raffrescamento massima (kW) Flusso d'aria picco di raffrescamento (l/s) Carico di picco di riscaldamento (kW) Flusso d'aria picco di riscaldamento (l/s) Somme di controllo Densità carico di raffrescamento (W/m²) Densità carico di riscaldamento (W/m²) 213,80
Luglio 16:00
213,80
0
218,77
13.7812
99,06
6.562,3
46,35
21,47
Tabella 4‐1 Riepilogo carichi edificio senza apporti interni – Revit (*) Carico di picco di raffrescamento totale: è il carico totale richiesto dal raffrescamento dell’edificio, e include conduzione, ventilazione, carichi interni e carichi sensibili e latenti. (**) Capacità di raffrescamento massima: è la capacità massima di raffrescamento richiesta, determinata tramite la comma dei carichi di picco per le diverse zone dell’edificio. Questo valore riconosce che il valore di picco può avvenire in diverse ore nelle diverse zone e dipende da diverse condizioni, tra cui l’orientamento della zona (ad esempio esposto a nord o esposto a sud). 54 55 Riscaldamento
Componenti
Muro (esterno)
Finestra
Porta
Tetto
Parete (interna)
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Raffrescamento Componenti
Muro (esterno)
Finestra
Porta
Tetto
Parete (interna)
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Totale
Total
(kW)
ATRIO
Total (kW)
0,04
0,30
0,00
0,00
3,52
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
3,18
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Total
(kW)
P PRIMO BAGNI
Total (kW)
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
‐
0,00
0,00
0,00
‐
‐
0,00
Total
(kW)
P PRIMO UFFICI
Total (kW)
6,47
10,15
0,04
0,92
3,41
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
21,00
2,55
49,76
0,01
1,25
2,86
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,38
57,79
Total
(kW)
P RIALZATO BAGNI
Total (kW)
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
‐
0,00
0,00
0,00
‐
‐
0,00
Total
(kW)
P RIALZATO UFFICI
Total (kW)
5,70
0,96
0,41
1,02
0,04
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
8,13
2,30
46,61
0,11
1,42
0,49
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,20
51,15
Total
(kW)
P SECONDO BAGNI
Total (kW)
0,00
0,00
0,00
0,24
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,24
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
‐
0,00
0,00
0,00
‐
‐
0,00
Total
(kW)
P SECONDO UFFICI
Total (kW)
6,69
10,16
0,04
47,39
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
64,27
2,38
47,41
0,01
57,85
0,42
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
2,62
109,84
Total
(kW)
Total (kW)
18,89
21,57
0,49
49,58
0,07
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
90,46
7,22
143,77
0,13
60,51
1,95
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
5,19
218,77
Tabella 4‐2 Riepilogo dettagliato per zona dei carichi di picco estivo ed invernale – solo involucro Si può notare come in questo primo caso le dispersioni dell’involucro dei bagni ai piani rialzati e primo siano nulle: questo è spiegabile in quanto questi due piani sono racchiusi all’interno di altri locali riscaldati alla stessa temperatura: per i servizi igienici non è richiesto il raffrescamento, ma solo il riscaldamento. Figura 17 Individuazione tramite software delle superfici analitiche Nella Figura 17 sono evidenziate le superfici analitiche definite da Revit per i servizi igienici dei tre piani: è da notare che anche se la temperatura del raffrescamento è impostata come da default, essa non andrà a incidere in quanto è stato indicato nelle proprietà di zona che questi locali saranno solo riscaldati. Questi locali disperdono essenzialmente attraverso la copertura (244 W). La prima criticità che si riscontra è che verso il piano interrato non ci sono dispersioni, nonostante la presenza di locali non riscaldati. Un’altra congruenza è data dal software riguarda la presenza di superfici esterne all’interno dei locali: nonostante in fase di sviluppo del modello 3D le superfici esterne siano state identificate con la spunta di “funzione esterna” e gli elementi interni con la 56 spunta di “funzione interna”. Questa suddivisione a volte non viene considerata correttamente e la presenza di queste superfici altera il calcolo del carico di picco. Figura 18 Proprietà dell'elemento “muro di base” definito come elemento esterno Dall’analisi analitica delle pareti si nota che il programma rileva come parete esterna anche i pilastri strutturali situati all’interno dei locali riscaldati: questo farà sì che l’area Figura 19 Superfici analitiche esterne: si vede come i pilastri interni all’ambiente sono considerati come disperdenti verso l’esterno 57 dei muri esterni sia maggiore rispetto a quanto previsto e che il pilastro sia visto come un ponte termico a temperatura pari a quella esterna ambiente. Il problema non è risolvibile in quanto non è possibile, nella gamma dei comandi presenti nel programma, definire un pilastro strutturale in CLS armato come elemento interno o esterno Prendendo come all’edificio. esempio il locale a piano rialzato denominato “Laboratorio SX” visibile anche nelle figure sopra, le specifiche calcolate tramite Revit sono le seguenti: Figura 20 Proprietà elemento pilastro strutturale 50x50cm Riepilogo vano di esempio ‐ Laboratorio SX Dati di input Area (m²) Volume (m³) Area muro (m²) Area tetto (m²) Area porta (m²) Area parete (m²) Area finestra (m²) Carico illuminazione (kW) Carico alimentazione (kW) Numero di persone Incremento calore percepito/persona (W) Incremento calore latente/persona (W) Flusso d'aria infiltrazione (l/s) Tipo di vano Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (kW) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (kW) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (l/s) Carico di picco di riscaldamento (kW) Flusso d'aria picco di riscaldamento (l/s) 58 142,35 451,26 112,55 0,78 0,419 27,45 63,19 0 0 0 64 70 00 Laboratorio: ufficio 20,82 Luglio 16:00 20,82 0 1.326,6 2,93 3.155 Pilastro strutturale 50x50cm H pilastro [m] 3,72
influiscono sulla quota di muro esterno del 1,65%: l’errore A [m2] 0,93
2
1,86
quindi dovuto al software per singolo pilastro è Atot [m ] A muro [m2] 112,55
trascurabile, ma non più quando questo errore si ripete su A finestre [m2] 63,19
A esterna [m2] 49,36
Da un rapido conteggio, si vede che i pilastri esterni tutta la struttura. L’incidenza dell’area dei pilastri contenuti nel locale in questione sull’area del muro è: ∗ 100
1,86
∗ 100
49,36
3,76% Cooling Components Total (kW) Muro (esterno) Finestra Porta Tetto Lucernario Parete (interna) Illuminazione Alimentazione Persone Vano tecnico Totale Heating Components 0,14 0.68% 0,018 0,027 0,041
0,055
0
0 0
0
20,62 99.08% 1,63
0
0
19,0
0
0 0
0
0 0.00% 0
0
0
0
0
0 0
0
0,033 0.16% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
0 0.00% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
0,016 0.08% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
0 0.00% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
0 0.00% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
0 0.00% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
0 0.00% ‐
‐
‐
‐
‐
‐ ‐
‐
20,82 100% 1,64
27
41
19,05
0
0 0
0
Total Percentage Nord Sud Est Ovest Nordest Sudest Nordovest Sudovest
(kW) (kW) (kW) (kW) (kW) (kW) (kW) (kW) (kW) Muro (esterno) Finestra Porta Tetto Parete (interna) Illuminazione Alimentazione Persone Totale 0,45 2,44 0 0,025 0,016 0 0 0 2,93 Percentage Nord (kW) 15.27% 83.31% 0.00% 0.86% 0.56% 0.00% 0.00% 0.00% 100% Sud Est Ovest (kW) (kW) (kW) 0,098 0,078 0,077
0,79
0
0
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0,89 0,078 0,077
0,19
1,64
0
‐
‐
‐
‐
‐
1,84
Nordest
(kW) Sudest (kW) 0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
0
0 0 0 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 0 Nordovest Sudovest
(kW)
(kW) 0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
0
Tabella 4‐3 Risultati di rientrate a apporti "Laboratorio SX" ‐ Revit Che equivale a una dispersione di 5,31W in raffrescamento e 16,84 W in riscaldamento, 59 0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
0
Dalle tabelle riassuntive di Revit si vede anche chiaramente che il programma riporta anche una componente disperdente “tetto”: queste sono le aree superiori dei pilastri strutturali che sono visti come elementi disperdenti verso l’esterno. Per quanto riguarda l’errore dovuto alla presenza della copertura orizzontale dei pilastri, questi sono rispettivamente il 0,16% dei carichi termici di raffrescamento complessivi e il 0,86% del carico invernale. 60 4.2.1
Resistenze superficiali interne ed esterne A un’attenta verifica del metodo di calcolo proposto software si è notato che nel calcolo dei valori dei carichi di picco la normativa ASHRAE non contempla la presenza delle resistenze termiche superficiali, sia interna che esterna, come riportato dalla UNI EN ISO 694614. Questi valori tengono conto della resistenza dello strato d’aria a contatto diretto con l’elemento di chiusura dell’ambiente, definite rispettivamente Rse (esterna) e Rsi (interna). Generalmente la trasmittanza termica di una partizione è definita dalla formula 1
. . . .
14
UNI EN ISO 6964:2008 Componenti ed elementi per edilizia - Resistenza termica e
trasmittanza termica - Metodo di calcolo 61 Dove R1, R2, …, Rn sono le resistenze termiche utili definite dalle stratigrafie dei componenti. Dalla definizione delle strutture opache tramite software, si vede che, nella fase di composizione della stratigrafia non si fa riferimento alle resistenze di superficie: Figura 21 Stratigrafia muratura M1 senza la presenza di Rsi e Rse per cui la resistenza termica totale risulterà solo come somma dei vari strati componenti l’elemento opaco. Senza l’immissione dei valori di resistenze interne ed esterne superficiali la trasmittanza dell’elemento opaco preso in considerazione (muro di base Cod. M1) risulta: . . .
1
5,1886
0,1927
La norma UNI 6964 fornisce i valori delle resistenze Rse e Rsi da inserire nel calcolo ed essendo questi valori definiti univocamente, dovranno essere inseriti nel Figura 22 Valori di Rsi e Rse – UNI 6964 calcolo, definito come 62 0,13
/ 0,04
/ Per le strutture opache che si interfacciano con l’esterno (per gli altri casi si fa riferimento alla normativa), per cui la trasmittanza della chiusura esterna M1 risulterà 1
. . . .
Come si vede dalla Figura 21, la possibilità di aggiungere strati all’elemento opaco è strettamente correlato allo spessore dello strato spesso. Avendo disponibili i valori di resistenza termica, si può ovviare a questo problema creando, per ogni muratura esterna ed interna, degli strati (ipoteticamente posto a un valore di 10mm) in modo da determinare la conducibilità termica, che sarà 0,01
0,25
.
0,04
Così come per Rsi .
0,01
0,077
0,13
L’idea per procede è dunque quella di creare due strati fittizi di materiali (chiamati appunto Rse e Rsi) e inserirli manualmente nella stratigrafia. Figura 23 Definizione di Rse 63 Come si vede da Figura 23, il materiale di base usato è l’aria in cui viene impostato il valore di resistenza termica (W/m2K) voluto. Figura 24 Stratigrafia con Rfe e Rfi Ora è visibile nella stratigrafia di ogni componente opaco la presenza di Rse e Rsi. Lo stesso procedimento è stato effettuato su tutte le strutture opache, tenendo conto se esse sono orizzontali, verticali e se confinano con ambienti non riscaldati o con l’esterno. L’aggiunta delle resistenze superficiali Rse e Rsi comporta un aumento della resistenza termica di circa il 2%. Considerano che sia l’area totale disperdente e il ΔT non varieranno tra il caso con o senza resistenze superficiali, ci si aspetta che i carichi aumenteranno a loro volta di un 2%. L’effetto delle resistenze superficiali interne ed esterne saranno inserite nei seguenti calcoli di picco, confrontati poi con i risultati forniti da Edilclima. 64 4.2.2
CASO 2 ‐ EDIFICIO CON CARICHI INTERNI Partendo dai dati di riepilogo di progetto di Revit, sono descritte le condizioni critiche di calcolo, insieme ai carichi calcolati dal programma, inserendo i carichi interni e la quota di ricambi d’aria per locale. Località e meteorologia Tipo di report Dettaglio Latitudine Longitudine Bulbo secco ‐ Estate 45.61° 9.37° 33 °C Bulbo umido ‐ Estate Bulbo secco ‐ Inverno 26 °C ‐5 °C Intervallo giornaliero medio 10 °C Input Tipo di edificio Area (m²) Ufficio 5.845,64 Volume (m³) Risultati calcolati 21.192,68 Carico di picco di raffreddamento totale (kW) Mese e ora picco di raffreddamento 462,20 Luglio 15:00 Carico di picco di raffreddamento sensibile (kW) Carico di picco di raffreddamento latente (kW) Capacità di raffreddamento massima (kW) 341,97 120,24 451,80 Flusso d'aria picco di raffreddamento (l/s) 19866,7 Carico di picco di riscaldamento (kW) Flusso d'aria picco di riscaldamento (l/s) 157,52 12245,8 Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) 79,07 Tabella 4‐4 Riepilogo carichi di picco edificio completo
65 66 Total
(kW)
3,04
0,00
0,41
13,77
0,00
0,05
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
17,272
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
0,91
0,00
0,07
21,83
0,00
0,27
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,55
0,00
23,094
0,16
0,58
0,00
0,00
0,00
0,42
0,00
1,02
0,11
0,31
0,81
0,852
Total
(kW)
0,02
0,20
0,00
0,00
0,00
0,42
0,00
0,91
1,07
0,31
0,81
0,00
0,04
0,00
2,932
Total (kW)
Total (kW)
Heating
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Scambio di calore
Totale
Cooling Components
Atrio
Default
12,92
16,85
0,72
0,99
0,00
0,10
0,00
47,74
11,28
28,19
16,02
23,830
Total
(kW)
4,64
10,96
0,24
1,38
0,00
0,23
0,00
42,51
11,28
28,19
16,02
0,00
1,55
0,00
116,515
Total (kW)
P. rialzato uffici
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
6,01
0,00
0,00
0,00
6,012
Total
(kW)
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
‐
0,00
0,00
0,00
‐
‐
‐
‐
Total (kW)
P. rialzato servizi
15,44
18,17
0,35
0,98
0,00
0,22
0,00
50,26
12,56
31,41
17,49
23,937
Total
(kW)
5,36
11,99
0,12
1,32
0,00
0,24
0,00
44,75
12,56
31,41
17,49
0,00
1,75
0,00
126,506
Total (kW)
P. primo uffici
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
6,72
0,00
0,00
0,00
6,720
Total
(kW)
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
‐
0,00
0,00
0,00
‐
‐
‐
‐
Total (kW)
P. primo servizi
16,06
18,18
0,35
51,75
0,00
0,00
0,00
51,38
13,35
33,36
18,49
72,513
Total
(kW)
5,32
11,72
0,11
64,41
0,00
0,44
0,00
45,75
13,35
33,36
18,49
0,00
3,36
0,00
195,427
Total (kW)
0,00
0,00
0,00
0,90
0,00
0,00
0,00
7,19
0,00
0,00
0,00
8,092
Total
(kW)
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
‐
0,00
0,00
0,00
‐
‐
‐
‐
Total (kW)
P. secondo P. secondo uffici
servizi
47,61
53,77
1,83
68,38
0,00
0,05
0,00
170,32
37,29
93,27
52,82
157,524
Total
(kW)
16,25
34,86
0,54
88,94
0,00
1,60
0,00
133,91
38,25
93,27
52,82
0,00
7,24
0,00
464,474
Total (kW)
Tabella 4‐5 Rapporto dettagliato di calcolo ‐ edificio con carichi N.B.: Zona “Default” definita come somma dei locali non riscaldati
Di seguito si vedrà un confronto dei valori tra Tabella 4‐1 e Tabella 4‐4. Cooling Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Parete
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Totale
Heating
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Parete
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Total (kW) ‐ solo involucro
7,2
143,8
125,0
60,5
2,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
5,2
218,8
Total (kW) ‐ solo involucro
18,9
21,6
0,5
49,6
0,1
0,0
0,0
0,0
0,0
90,5
Total (kW) ‐ Aumento / edificio completo Diminuzione %
(+)
(+)
(+)
(+)
16,3
34,9
0,5
88,9
1,6
133,9
38,3
93,3
52,8
0,0
7,2
464,5
(+)
(-)
(-)
(-)
3%
8%
0,1%
19%
‐0,3%
29%
8%
20%
11%
‐
2%
100%
125%
‐76%
‐100%
47%
‐182%
‐
‐
‐
‐
‐
39%
112%
Total (kW) ‐ Aumento / edificio completo Diminuzione %
47,6
53,8
1,8
68,4
0,1
170,3
37,3
93,3
52,8
157,5
Peso % sul totale
Peso % sul totale
152%
149%
274%
38%
‐22%
‐
‐
‐
‐
74%
30%
34%
1%
43%
‐0,03%
108%
‐24%
‐59%
‐34%
100%
Tabella 4‐6 Confronto tra i valori di carico ottenuti Dai valori presenti nella tabella si può notare che il carico di riscaldamento e di carico di raffrescamento siano aumentati, nelle seguenti proporzioni: Il carico di raffrescamento è più che raddoppiato, e questo è dovuto alla presenza principalmente della ventilazione (29% sul totale), carichi interni (28%) e presenza di persone (11%), mentre ora gli apporti pesano sul totale di un 30% complessivo. Caso opposto invece è il riscaldamento, dove si nota invece un aumento dei carichi totali, in controtendenza a quanto previsto (gli elementi che presentano carichi interni avrebbero dovuto implicare una diminuzione del carico di picco), e questo è dovuto alla voce della ventilazione meccanica. Il valore dovuto alla presenza della ventilazione meccanica risulta molto importante nei dati finali, non essendo possibile inserire la presenza di recuperatori di calore all’interno di Revit, per cui la totalità dell’aria necessaria al ricambio viene 67 sottoposta ad un trattamento termico dalla temperatura esterna a 20°C.Poichè nella realtà il recuperatore presenta un rendimento termico del 60% è facile intuire quanto questo dato risulti falsato. Nonostante l’aggiunta delle resistente superficiali comportino un aumento del 2% nei valori di carico, in tabella si nota come i risultati di trasmittanza non risultino entro questi limiti, ma si discostino anche del 43% (caso della copertura orizzontale). Questi valori non sono spiegabili. 4.2.3
Confronto con software di calcolo EDILCLIMA Il confronto dei carichi di picco elaborati dal software Revit sono ora messi in confronto con il calcolo effettuato tramite software EDILCLIMA, col quale è stato ricostruito un modello con le caratteristiche identiche a quello già presente in Revit. Di seguito sono riportati i dati climatici e geometrici dell’edificio, dati in output dal software EDILCLIMA: Dati climatici della località: Località Provincia Altitudine s.l.m. Gradi giorno Zona climatica Temperatura esterna di progetto VIMERCATE Monza e della Brianza 194 2404 E ‐5,0 m °C Dati geometrici dell’intero edificio: Superficie in pianta netta Superficie esterna lorda Volume netto Volume lordo Rapporto S/V 4173,8 6596,05 16653,7 20577,7 0,32 m2 m2 m3 m3 m‐1 Opzioni di calcolo: Metodologia di calcolo Coefficiente di sicurezza adottato Vicini presenti 1,00 68 ‐ 4.2.3.1 Calcolo del carico di picco invernale: Il software EDILCLIMA segue, per la parte di riscaldamento, la norma UNI 12831, Risultati con EDILCLIMA
16653,7 m3
Volume netto
Volume (m³)
Area (m²)
4173,8 m2
Superficie netto
Coefficiente di c ontemporaneità per
persone
Coefficiente di c ontemporaneità per carichi
elettrici
Potenza totale dispersa per trasmissione (W)
Potenza totale dispersa per ventilazione (W)
Potenza totale dispersa (W)
Potenza unitaria per volume
Potenza unitaria per area
Risultati con REVIT
1 -
Coefficiente di contemporaneità per persone
1 -
Coefficiente di contemporaneità per caric hi
elettric i
80,70 kW
Potenza totale dispersa per trasmissione (W)
Potenza totale dispersa per ventilazione (W)
Potenza totale dispersa (W)
52,20 kW
132,90 kW
7,98 W/m3
Potenza unitaria per volume
Potenza unitaria per area
31,84 W/m2
21192,68 m3
5845,64 m2
1 1 171,54 kW
170,32 kW
157,52 kW
7,43 W/m3
26,95 W/m2
Tabella 4‐7 Confronto dei carichi invernali tra i due programmi utilizzati A prima vista ci sono delle differenze molto visibili tra i risultati di Edilclima e di Revit. Lo scostamento nel calcolo dei volumi è facilmente interpretabile dal fatto che Revit conteggia nel calcolo delle aree e dei volumi anche i locali non climatizzati (come cavedi, scale e l’intero piano interrato), mentre Edilclima fa chiaramente riferimento ai soli volumi netti (ed avendo inserito in Edilclima solo i 3 piani climatizzati che compongono l’edificio non è possibile sbagliarsi). Dai risultati dei carichi di Revit, avendo impostato tutti i locali non riscaldati sotto una zona climatica chiamata “Default”, si possono vedere che le differenze di volume ed area sono attribuibili al conteggio di queste zone: Riepilogo zona ‐ Default
Input Area (m²) 1.566,22 Volume (m³) 5.206,84 Tabella 4‐8 Volumi ed aree ‐ zona default Come si vede, il calcolo tramite normativa prende in considerazione dei valori di temperatura esterna minima uguali a quelli presi dalla normativa ASHRAE. La sola differenza richiesta è la “presenza di vicini” che non viene contemplata nella normativa americana, ma comunque è stato possibile definire i locali adiacenti a quelli riscaldati che sono a una temperatura diversa da quella esterna (temperatura che però non è impostabile o in qualche modo controllabile nel programma Revit). 69 Vi è un’enorme differenza tra i valori di potenza dispersa per trasmissione e per ventilazione: i valori calcolati con Revit sono nettamente maggiori, questo perché non sono epurati dai valori dei carichi interni (illuminazione, persone e apparecchiature elettriche), mentre in Edilclima il valore dei carichi interni è di 6 W/m2 totali: Totale
Edifico:
Φtr
Φve
Φrh
Φhl
Φhl sic
[W]
[W]
[W]
[W]
[W]
80697
52204
0
132901
132901
Tabella 4‐9 Dettaglio dei carichi invernali dati dal software EDILCLIMA Legenda simboli
Φtr
Φve
Φrh
Φhl
Φhl sic
Potenza
Potenza
Potenza
Potenza
Potenza
dispersa per trasmissione
dispersa per ventilazione
dispersa per intermittenza
totale dispersa
totale moltiplicata per il coefficiente di sicurezza
I due valori di potenza totale si differenziano del 19%, valori così differenti sono dovuti, in parte alla differenza di volume da riscaldare considerate dal software EDILCLIMA, nonostante i dati di input siano uguali e inseriti correttamente. Questa differenza è sicuramente dovuta a una errata lettura della superficie calpestabile interna, Nell’impostazione iniziale dei dati di progetto tramite EDILCLIMA è stato possibile inserire un recuperatore di calore di rendimento termico pari a η=0,62, questo spiega il valore inferiore rispetto a quello definito da Revit, poiché ,
,
η Analizzando invece la potenza unitaria totale dispersa (sia per area che per volume), si vede come i valori si discostino rispettivamente del 15% e del 7%, valori minori e dunque più affidabili rispetto ai valori di potenza totale, a condizione di lavorare su un modello architettonico meticolosamente costruito inizialmente. 70 4.2.3.2 Calcolo del carico di picco estivo Confronto tra i carichi calcolati con REVIT (metodo RTS) e con il software EDILCLIMA (metodo Carrier), entrambi calcolati a luglio, calcolati entrambi alle 15:00. Risultati con EDILCLIMA
Volume netto totale climatizzato
Superficie netta totale climatizzata
Coefficiente di contemporaneità per
persone
Coefficiente di contemporaneità per carichi
elettrici
Numero totale di persone
Numero totale di persone con coefficiente
contemporaneità
Potenza elettrica totale
Potenza elettrica totale con coefficiente di
contemporaneità
Carico di picco di raffreddamento sensibile Carico di picco di raffreddamento latente
Carico di picco di raffreddamento globale
Risultati con REVIT
16653,7 m3
4173,8 m
5845,64 m2
Coefficiente di contemporaneità per
persone
Coefficiente di contemporaneità per
carichi elettrici
Numero totale di persone
1 1 574,96 -
Numero totale di persone con coefficiente
contemporaneità
Potenza elettrica totale
574,96 143,74 kW
Potenza elettrica totale con coefficiente
di contemporaneità
143,74 kW
248,184 kW
Carico di picco di raffreddamento sensibile Carico di picco di raffreddamento latente
Carico di picco di raffreddamento globale
95,404 kW
341,101 kW
20,48 W/m3
Potenza unitaria per volume
Potenza uniatria per area
21192,7 m3
Volume (m³)
Area (m²)
2
1 509 509 131,524 kW
131,524 kW
341,969 kW
120,235 kW
462,204 kW
21,81 W/m3
Potenza unitaria per volume
Potenza uniatria per area
81,72 W/m2
1 -
79,07 W/m2
Tabella 4‐10 Confronto dei carichi estivi tra i due programmi utilizzati Differenza tra i carichi calcolati con EDILCLIMA e REVIT
Carico di picco di raffreddamento sensibile (kW)
Carico di picco di raffreddamento latente (kW)
Carico di picco di raffreddamento globale (kW)
93,785
38%
24,831
26%
121,103
36%
Figura 25 Differenza tra i carichi calcolati Per quanto riguarda i carichi, si nota una differenza di una maggiorazione del 38% nel carico calcolato dal programma del EDILCLIMA, un 26% riguardo i carichi latenti e un 36% per i carichi latenti. 71 Nel dettaglio, i calcoli riportati da EDILCLIMA suddivisi per ora della giornata sono: Ora
QIrr
QTr
Qv
Qc
Qgl,sen
Qgl,lat
Qgl
[W]
[W]
[W]
[W]
[W]
[W]
[W]
8
76732
4424
57869
160274
206611
92689
299299
10
67730
6907
69739
160274
215677
88973
304650
12
41007
13436
91285
160274
210598
95404
306002
14
44251
20225
101794
160274
233626
92917
326543
16
57921
21112
101794
160274
248184
92917
341101
18
49297
20132
91319
160274
231909
89113
321022
Figura 26 Calcoli di picco estivi ‐ Edilclima Legenda simboli
QIrr
Carico dovuto all’irraggiamento
QTr
Carico dovuto alla trasmissione
Qv
Carico dovuto alla ventilazione
Qc
Carichi interni
Qgl,sen
Carico sensibile globale
Qgl,lat
Carico latente globale
Qgl
Carico globale
Analizzando, come nel caso precedente, le densità di potenza di raffrescamento su unità di area e di volume, si nota come i risultati discostino rispettivamente del 6% e del 3%. Questo conferma sicuramente il metodo RTS come metodo di calcolo per i carichi, ma pone l’attenzione sulla costruzione del modello in 3D e sulla sua corretta composizione iniziale. Nonostante non siano state riscontrate criticità nella costruzione dell’involucro edilizio, i valori finali discostano per motivi che non sono controllabili manualmente all’interno di Revit, a partire dai già citati errori di conteggio delle superfici. Si presume che partendo da un modello meglio definito, i carichi di picco possano restare entro un ordine di errore del 10% per definirsi accettabili. 72 Capitolo 5. Impianto di ventilazione meccanica Il passo successivo al calcolo dei carichi di picco è quello di inserire all’interno del modello l’impianto di ventilazione meccanica, completo di unità di trattamento aria, canali di distribuzione e terminali di distribuzione dell’aria, successivamente si procede a calcolare le cadute di pressione all’interno e dimensionare i canali di mandata e ritorno in base alle portate d’aria che circolano all’interno di essi. 5.1
Tipologia di impianto utilizzato La tipologia di impianto presente nell’edificio GB One è un impianto di condizionamento misto aria‐acqua con fancoil canalizzati ed una distribuzione di aria primaria. Questa tipologia di impianto permette il controllo di tutte e quattro le variabili del benessere ambientale, ossia 
Temperatura dell'aria 
Umidità relativa 
Velocità di immissione dell'aria in ambiente 
Qualità dell'aria ambiente Le caratteristiche ambiente interne sono definite al capitolo 3.2, mentre i set point sono riportati di seguito 
Set point fan coil: invernale 20 °C; estivo 26 °C 
Set point UTA: invernale 15°C; estivo 15°C 73 Figura 27 Esempio di impianto a fancoil con aria primaria Gli ambienti saranno serviti da due UTA15 che provvedono al trattamento dell’aria primaria comprendente la gestione dell’umidità relativa all’interno dei locali, e immessa successivamente nei plenum di mandata dei fancoil. Le UTA gestiranno l’umidità relativa all’interno dei locali. L’aria primaria subirà un trattamento di filtrazione, raffreddamento (e deumidificazione) o riscaldamento (e umidificazione), e successivamente incanalata verso i plenum di mandata montati su ogni ventilconvettore. L’impianto sarà a quattro tubi in quanto, in sede di progettazione, è stato valutato come l’impianto idoneo a garantire le condizioni termoigrometriche richieste all’interno di tutti i locali, viste le destinazioni d’uso dei vari ambienti e vista la possibilità di dover raffrescare i locali anche durante la stagione invernale (cosa visibile anche dai carichi calcolati con Revit alla sezione 4.2.2). L’aria estratta dai locali sarà in parte ripresa ed espulsa dai diffusori montati nel controsoffitto degli open‐space e in parte aspirata dal sistema di aspirazione installato nei servizi igienici. 15
Unità di trattamento aria 74 Per quanto riguarda gli impianti di climatizzazione e ventilazione, l’energia termica e frigorifera richiesta dall’edificio sarà prodotta da due gruppi frigoriferi da esterno con sorgente termica ad aria, posizionati in copertura. I componenti principali sono riassunti di seguito, con le principali caratteristiche per il dimensionamento aeraulico. 5.1.1
Fancoil a quattro tubi da incasso canalizzabile con mandata e ripresa Il ventilconvettore, posizionato nel controsoffitto degli ambienti, sarà essenzialmente costituito da: ‐
Due batterie di scambio termico con tubi di rame ad alettatura in alluminio ‐
Predisposizione per ingresso aria primaria nel plenum di mandata ‐
Filtro sostituibile sull’aspirazione ‐
Gruppo ventilante a modulazione Figura 28 Fancoil a 4 tubi con plenum continua della velocità, con ventilatore centrifugo Le taglie prese in considerazione sono denominate: FC‐1 e FC‐2; questi differiscono sia per la potenza termica installata sia per quanto riguarda le portate di raffrescamento e di riscaldamento. In seguito le specifiche tecniche principali: 75 VENTILCONVETTORE Modello FC‐1 Dati aeraulici ottenuti alla minima velocità
m3/h
270 Portata aria mandata (velocità media)
Batteria Raffreddamento : Temperatura acqua in/out °C
7/12 Temperatura aria in °C ‐ um.%
25 – 55 Potenza frigorifera sensibile
KW
1,24 Portata acqua l/h 390 Prevalenza disponibile Pa
40
Potenza assorbita W
25
Temperatura acqua in/out °C
42/35 Batteria Riscaldamento : Temperatura aria in °C
20
Potenza termica totale KW
0,56 Portata acqua l/h
100 Potenza assorbita W
25
Tabella 5‐1 Dati tecnici Fancoil modello FC‐1
VENTILCONVETTORE Modello FC‐2 Dati aeraulici ottenuti alla media velocità
m3/h
780 / 570 (Estivo/Invernale)
Temperatura acqua in/out °C
7/12 Temperatura aria in °C – um.%
25 – 55 Potenza frigorifera sensibile
KW
3,3 Portata acqua l/h
900 Prevalenza disponibile Pa
40
Potenza assorbita W
80
Temperatura acqua in/out °C
42/35 Temperatura aria in °C
20
Potenza termica totale KW
1,7 Portata acqua l/h
230 Potenza assorbita W
38
Portata aria mandata (velocità media)
Batteria Raffreddamento : Batteria Riscaldamento : Tabella 5‐2 Dati tecnici fancoil modello FC‐2 76 Questi dati verranno inseriti nei componenti in Revit, andando a determinare il livello di dettaglio LOD. 5.2
Dimensionamento dei canali di aereazione Un altro strumento molto utile in fase progettazione è dato dalla possibilità di dimensionare i canali di aereazione direttamente all’interno del programma CAD. In questo modo il tempo utilizzato per il dimensionamento tramite un software terzo è eliminato, purché si conosca il flusso di aria di ogni singolo terminale del tratto da dimensionare. In Revit sono disponibili quattro metodi standard per il dimensionamento dei canali: 
Perdita di carico 
Velocità 
Perdita di carico costante 
Ripresa statica In questo capitolo si verificherà il Figura 29 Metodi di dimensionamento canali dimensionamento dei canali a perdita di carico lineare costante, pari a 10 Pa/m, mantenendo anche una velocità limite all’interno dei canali (per evitare rumorosità), fissata a 
3 m/s per canali secondari 
6 m/s per canali primari Rispettando così i limiti posti, per edifici pubblici, dalla ASHRAE16. Un altro vincolo inseribile è quello sulle dimensioni dei passaggi in controsoffitto, posti quindi a un limite 16
ASHRAE Guide and Data Books 77 di altezza di 250mm (vedi Figura 29) sia per il condotto di mandata che di ritorno dell’aria primaria, dato dall’altezza disponibile nel controsoffitto e definito preliminarmente. Il dimensionamento dei canali quindi parte individuando gli estrattori posti nei locali e collegandoli al ventilatore di estrazione posto in copertura, creando un sistema per l’aria di espulsione. In appendice sono riportati la pianta e lo schema funzionale che verranno seguiti per la creazione e il dimensionamento dei canali dell’aria esausta. La Figura 30 Distribuzione dei flussi mostra l’andamento dei flussi all’interno dei canali e il loro relativo layout in pianta. Figura 30 Distribuzione dei flussi 78 Da figura Figura 31, si nota che la verifica sulle velocità massime nei canali è rispettata, non eccedendo mai i limiti prefissati. Il passo successivo da verificare è il confronto delle dimensioni dei canali proposti da REVIT con le dimensioni dei canali definite in fase di progettazione dell’edificio. Per semplicità è stato studiata l’estrazione bagni di un solo piano, applicando infine al tratto ultimo una portata supplementare di 700 m3/h, pari alla portata di estrazione del secondo piano (visibile nello schematico ma non visibile nell’isometrico prodotto con Revit). Figura 31 Verifica delle velocità nei tratti Nella pagina successiva sono riportati gli schemi dei due impianti di estrazione bagni, nel dettaglio l’isometrico prodotto dal dimensionamento automatico di Revit e la pianta al piano rialzato prodotta in fase di realizzazione del progetto.
79 Figura 33 Dimensionamento canali effettuato in fase di progettazione ‐ pianta Figura 32 Isometrico con dimensioni ‐ REVIT Figura 34 Dimensionamento canali effettuato in fase di progettazione ‐ schematico 80 Si nota come il dimensionamento effettuato da Revit differisca sensibilmente rispetto al dimensionamento preliminare, eccetto nei tratti contenenti le valvole di regolazione (350 m3/h ciascuno). La scelta di mantenere costanti le dimensioni nei tronchi di raccordo delle bocchette di estrazione è puramente a discrezione del progettista, mentre il programma predilige un cambio di dimensioni per ogni tratto a diverso flusso. Questa scelta implicherà un aumento delle perdite di carico concentrate nel modello Revit (data la presenza di dimensioni non omogenee e di riduzioni nei tratti di canale che aspirano l'aria dalle bocchette di estrazione). 81 5.3
Metodologie di calcolo per le perdite di pressione lungo i canali Le perdite sono calcolate secondo le formule contenute dall’ASHRAE Fundamentals 2001, cap. 34, dividendo perdite di carico localizzate da perdite di carico distribuite. Partendo dal numero di Reynolds ∗
1000 ∗
Con Dh diametro idraulico [mm] v velocità [m/s] ν viscosità cinematica [m2/s] esso sancisce il passaggio dal moto laminare al moto turbolento. È possibile determinare il coefficiente di attrito, e di conseguenza le perdite di carico lineari, in base al risultato ottenuto nella formula precedente. N.B. per canali non circolari il diametro idraulico è definito come 4
Le formule per il calcolo delle perdite di carico fornite dall’ASHRAE sono, rispettivamente: 
perdite di carico localizzate ∗
2
Con ξ = coefficiente di perdita locale [‐], definito dai fornitori degli accessori per condotti 
Perdite di carico distribuite 1000 ∗
∗
∗
2
dove = perdita totale di pressione nel condotto [Pa] f = fattore di attrito di Darcy [‐] L = lunghezza del condotto [m] ρ = densità [kg/m3] 82 Se il numero di Reynolds risulta minore di 2000, il flusso è in regime laminare, per cui il fattore di attrito è funzione solamente del numero di Reynolds, e questo si calcola come: 64
Mentre se il flusso turbolento è completamente sviluppato (Re maggiore di 4000), il calcolo del coefficiente di attrito dipende da una rosa di fattori interni al condotto quali rugosità superficiale, protuberanze interne al condotto ecc.. In questa zona, il fattore d’attrito f è calcolato dal programma tramite tre equazioni 
Eqauzione di Colebrook: sviluppata da F.C. Colebrook nel 1939 l’equazione implicita di risoluzione per determinare il fattore d’attrito combina risultati sperimentali dello studio del flusso turbolento all’interno di tubi lisci e ruvidi. 1
2 log
2,51
3,7
dove ε rugosità del materiale [mm], e vale solo per flussi turbolenti completamente sviluppati. 
Equazione di Haaland: proposta dal professor Haaland del Norwegian Institute of Technology nel 1984, è una approssimazione implicita dell’equazione di Colebrook, ed è stata sviluppata calcolando il fattore f per un flusso completamente sviluppato all’interno di un tubo cilindrico 1
1,8 log
⁄
3,7
,
6,9
dove il termine ε/D è la rugosità adimensionale del tubo, e vale per flussi completamente sviluppati 
Equazione di Altshul‐Tsal: forma semplificata della formula di Colebrook, sviluppata nel 1975, che elimina l’implicità dalla formula di calcolo del fattore d’attrito 0,11
se f ’ ≥ 0,018; f ’= f se f ’ < 0,018; f = 0,85 f ’+0,0028 83 68
,
È possibile però dire che la correzione di Altshul‐Tsal conduce a dei valori di fattore d’attrito f con errore all’interno del 1,6% (dalla teoria ASHRAE). 5.3.1
Confronto tra le equazioni In questo capitolo, si tratterà la scelta dell’equazione da utilizzare per il calcolo delle perdite di carico. I parametri di confronto per le tre equazioni sono i seguenti: ε Dh ρ μ 0,15 200 1,19 1,85E‐05 mm mm kg/m3 Pas Quindi si tratta di valutare un flusso di aria (in condizioni standard, 20°C e 1atm) che passa in un condotto cilindrico di 200mm di diametro. Le formule utilizzate nel calcolo sono, per la risoluzione dell’equazione che determina il fattore di attrito f e per il numero di Reynolds, quelle riportate nel capitolo 5.2. Di seguito i risultati tabulati di f e di Δp: Portata f_cole f_haal f_alt m3/h ‐ ‐ ‐ 10,0 0,056
0,056 0,056
50,0 0,036
0,036 0,036
70,0 0,033
0,033 0,033
100,0 0,030
0,030 0,031
200,0 0,025
0,025 0,026
500,0 0,020
0,020 0,021
700,0 0,019
0,019 0,020
Portata m3/h 10
50
70
100
200
500
700
Δp_col Pa/m 0,000112
0,001799
0,003213
0,005969
0,02012
0,101311
0,185234
Tabella 5‐3 Valori di f Tabella 5‐4 Andamento dei valori di perdita lineare Per i calcoli estesi vedere Appendice D. 84 Δp_haal Pa/m 0,000112 0,001809 0,003218 0,005954 0,019961 0,101311 0,185234 Δp_alt Pa/m 0,000112
0,001814
0,00327
0,00611
0,020614
0,10339
0,198166
Prendendo come campione base l’equazione originale di Colebook, si possono graficare i seguenti valori in base alla portata nel canale: Fattore di attrito f
0,060
0,050
f [‐]
0,040
0,030
0,020
0,010
0,000
10,0
50,0
70,0
100,0
200,0
500,0
700,0
Flusso [m3/h]
colebrook
haaland
altshul
Figura 35 Grafico dell'andamento del fattore di attrito f Nella parte di flusso laminare (Re<2000), il calcolo del coefficiente di attrito è dato dalla formula per flusso laminare, mentre la differenza che si nota è essenzialmente uno scostamento dei valori tra l’equazione proposta da Altsul‐Tsal rispetto alle equazioni di Colebrook e Haaland (che combaciano). La differenza, come prevista dalla teoria, si assesta entro i limiti del 1,6%. 85 Per le perdite lineari, anche in questo caso, l’unico scostamento rilevante è quello dell’equazione di Altshul‐Tsal, come da grafico sottostante, prendendo sempre come riferimento l’equazione implicita di Colebrook: Δp lineare
DP LINEARE [PA/M]
0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
0,000
10
50
70
100
200
500
700
FLUSSO [M3/H]
Dp_colebrook
Dp_haaland
Dp_altshul
Figura 36 andamento delle perdite lineari Pa/m Per la determinazione delle perdite di carico si farà riferimento all’equazione di Colebrook, nonostante sia implicita è comunque l’equazione che meglio analizza l’andamento del fattore di attrito di Darcy nel caso di condotti con flusso turbolento. 86 5.3.2
Confronto tra le equazioni proposte da Revit – perdite di pressione in un condotto Di seguito il calcolo delle perdite di carico è applicato a un caso limitato, ossia al sistema ventilconvettore – canalizzazione – diffusore di mandata, in modo da poter valutare eventuali scostamenti tra le tre diverse equazioni presentate in questo capitolo. Tabella 5‐5 Percorso di calcolo di esempio per canale di mandata fancoil/locale Autodesk REVIT utilizza per il calcolo delle dimensioni dei canali la densità dell’aria, la viscosità dell’aria e la portata nel tratto considerato. In alternativa, se è già presente la dimensione dei canali, è possibile impostare i flussi d’aria nei vari tratti e quindi successivamente calcolare le perdite di carico. La gestione delle perdite di carico e delle caratteristiche dei condotti sono totalmente gestibili dall’utente. Questo fa sì che i risultati forniti dal programma siano completamente controllabili, rendendo il progetto il più simile possibile alla realtà costruttiva. 87 Inizialmente si stabiliscono le caratteristiche dell’aria, quali densità e viscosità, prese a 20°C17 (condizioni normali), impostabili dalle impostazioni generali di condotto (vedi Figura 37). Figura 37 Impostazioni generali di condotto Dopo aver inserito queste impostazioni per il calcolo si può agire sui vari elementi che compongono il sistema di aerazione (come angoli di curvature, diametri delle tubazioni ecc). Per gli elementi che presentano una perdita localizzata (come ad esempio curve, diffusori, ecc) è possibile determinare dal programma, sia una perdita specifica (in Pa), sia un coefficiente di Figura 38 Impostazioni di perdite concentrate perdita che verrà poi moltiplicato alla pressione dinamica. Nel corso dello sviluppo del modello è stata sempre definito un 17
Manuale del termotecnico. Fondamenti. Riscaldamento. Condizionamento. Refrigerazione, Nicola Rossi 88 coefficiente di perdita ξ, facilmente reperibile dalle specifiche tecniche dei fornitori dei componenti. Nello specifico, sono stati adottati i seguenti valori di perdite concentrate Come si vede dalla tabella a fianco, le Tipo Raccordo Curve a 90 Riduzione Diffusore N ξ Pa 1 1 1 perdite localizzate possono essere 0,39
0,05
‐
espresse sia in termini di cadute di ‐
‐ pressione che in termini di coefficienti di 40
Tabella 5‐6 Tipologie di raccordi usati nel caso base
perdita. Nel calcolo del ramo sfavorito sono state usate entrambe le varianti. N.B. Per i coefficienti di perdita di elementi d’impianto quali curve, restringimenti, allargamenti, si fa riferimento invece al data base ASHRAE (vedi appendice E). I risultati sono facilmente confrontabili dalla tabellaTabella 5‐7 Cadute di pressione per diverse metodologie di calcolo, dove sono riportati valori, in Pa, delle perdite di carico totali per il tratto considerato. Colebrook Haaland Pa Pa 93,7 93,7
Altshul‐Tsal Pa 93,8
Excel Pa 93,77
Tabella 5‐7 Cadute di pressione per diverse metodologie di calcolo Dai valori calcolati di perdita di pressione elencati sopra, si nota che, usando l’equazione di Colebrook e di Haaland il valore finale di perdita di pressione è identico (93,7 Pa), mentre con l’equazione di Altshul‐Tsla si è ottenuto un valore di 93,8 Pa. Avendo mantenuto costanti nel calcolo tutti i valori che possono influire su un cambiamento della perdita di carico (come ad esempio flusso, materiale dei condotti, numero di curve, elevazione, ecc.), l’unica voce che può influire sul valore è appunto la metodologia di calcolo utilizzata. Questo scostamento risulta comunque del 0,1%, valore molto basso e quindi trascurabile. È possibile quindi ritenere il metodo di Colebrook, e insieme ad esso tutta la procedura di calcolo di perdite di pressione lungo i condotti forniti dal software REVIT un’utile strumento di calcolo integrato al pregramma di CAD. 89 5.4
Calcolo delle perdite di carico La fase successiva sarà quindi quella di confrontare le perdite di carico nel tratto più sfavorito del circuito, tenendo costanti le perdite concentrate (vedasi appendice E), e quindi decidendo di non fare riferimento ai coefficienti di perdita presenti nella ASHRAE18 precaricati in Revit. In questa sezione si prenderà come esempio il circuito di estrazione dei bagni, dimensionato nel capitolo 5.2. Successivamente si procederà al completamento degli impianti di aria primaria (mandata e ripresa) e al loro calcolo. Nella pagina successiva è riportato l’isometrico con i numeri delle sezioni e le dimensioni dei canali. 18
ASHRAE Fundamentals 2009 90 91 5.4.1
Circuito di estrazione bagni Calcolo tramite REVIT Dopo aver selezionato il sistema da cui ricavare il rapporto di perdite di carico, si può impostare la tabella riassuntiva e decidere quindi di visualizzare il percorso sfavorito (percorso dal quale verrà calcolata la premente dell’apparecchiatura meccanica). Di seguito è riportata una tabella con i principali componenti di perdite concentrate presenti nel tratto in esame (estrapolati dalle tabelle in appendice e qui riportati per comodità), nonché di perdite di carico date da bocchette, torrino di estrazione e valvole di regolazione: Figura 39 Schermata di impostazioni rapporto di carico Tipo di perdita ξ Bocchetta di estrazione ‐ Allargamento 0,1 Curva 90° 0,39 Tee flusso principale 0,25 Tee flusso secondario 1,6 Valvola reg. ‐ Torrino estrazione ‐ ΔP Pa 40 ‐ ‐ ‐ ‐ 50 50 Figura 40 Perdite concentrate estrazione bagni 92 Il passaggio cruciale per un corretto calcolo delle perdite di carico risiede nell’inserire per ogni tipologia di raccordo il coefficiente specifico di perdita o la caduta di pressione relativa. Così facendo il programma stila una tabella completa di perdite concentrate e distribuite, nonché individua il circuito più sfavorito. La figura sottostante visualizza in rosso il circuito più sfavorito, mentre i rimanenti in blu. Dall’attrezzatura meccanica che alimenta il circuito è possibile ispezionare flusso e pressione statica, nonché la perdita di pressione specifica per l’attrezzatura in questione. Figura 41 Isometrico del circuito più sfavorito – estrazione bagni ‐ Revit 93 È riportato in formato html il calcolo esteso delle perdite di carico (vedere appendice F), di cui saranno riportati solo i calcoli principali in questo capitolo in modo da poterli confrontare con i risultati ottenuti nella determinazione delle perdite di carico eseguite con le metodologie classiche. 94 Tabella 5‐8 Perdita di carico estrazione bagni ‐ Revit 95 Figura 42 Planimetrie estrazione bagni con numerazione sezioni ‐ Revit 96 Perdite di carico secondo gli standard di progettazione I dati ricavati da Revit saranno ora confrontati con le perdite di carico del circuito più sfavorito (tratti 2‐11) calcolati seguendo le normali procedure di calcolo. CALCOLO PERDITE DI CARICO - VENTILAZIONE
Rugosità in mm:
0,15
Temp. Servizio °C:
Condotto A: Acciaio
M: Muratura
Numero
tronco
Tipo di
condotto
20
Perdite di carico lineari
Portata
Q m3/h
Lato A
oD
mm
Lato B
mm
D
equivalente
mm
Lungh.
condotto
m
Velocità
m/s
DP lin.
Pa/m
DP tronco
Pa
Ro aria kg/m3 :
1,19
DP totale
Perdite di carico concentrate
DP
cumulata
Pa
Ro.V^2/2
Pa
SOMMA
CSI
somma DP
concentrate
Pa
cumulata DP
concentrate
Pa
cumulata
DP
totale
Pa
ESTRATTORE BAGNI PIANO RIALZATO
Tratto 2-11
2
A
4
A
6
A
8
A
10
A
11
A
87,5
175,0
262,5
350,0
700,0
1400,0
110
140
200
250
250
350
110
150
150
150
250
350
110
145
171
188
250
350
1,114
0,846
1,685
7,259
4,879
5,921
2,01
2,31
2,43
2,59
3,11
3,17
0,22
0,22
0,21
0,21
0,23
0,17
0,24
0,19
0,35
1,55
1,12
1,01
0,24
0,43
0,77
2,32
3,45
4,46
2,40
3,19
3,52
4,00
5,76
6,00
0,59
0,35
0,35
0,74
2,19
0,1
41,42
1,12
1,23
52,96
12,61
50,60
41,42
42,53
43,76
96,72
109,33
159,93
41,66
42,96
44,54
99,05
112,78
164,40
164,40
Tratto 23-11
23
A
25
A
27
A
29
A
10
A
11
A
87,5
175,0
262,5
350,0
700,0
1400,0
110
140
200
250
250
350
110
150
150
150
250
350
110
145
171
188
250
350
1,30
0,84
1,62
0,22
4,879
5,921
2,01
2,31
2,43
2,59
3,11
3,17
0,22
0,22
0,21
0,21
0,23
0,17
0,28
0,18
0,33
0,05
1,12
1,01
4,75
4,93
5,26
5,31
6,43
7,45
2,40
3,19
3,52
4,00
5,76
6,00
0,59
0,35
0,35
0,35
1,8
0,1
41,42
1,12
1,23
51,40
10,37
50,60
41,42
42,53
43,76
95,16
105,53
156,13
41,70
43,00
44,56
96,01
107,50
159,12
159,12
IL CIRCUITO PIU' SFAVORITO E' IL 2-11 CON UNA PREVALENZA DI 164,4 Pa
Tabella 5‐9 Perdita di carico estrazione bagni ‐ Excel Si nota come in circuiti relativamente semplici, dove il circuito più sfavorito è determinabile anche a colpo d’occhio, il software risponda molto bene al calcolo della perdita di carico. I risultati infatti discostano di 1,2 Pa. Per i calcoli estesi si veda l’appendice F. Di seguito si risvolge il calcolo con la validazione della determinazione del circuito più sfavorito e relativo calcolo della perdita di pressione. 97 5.4.2
Circuito di ripresa Ora si confronterà i calcoli forniti da Revit su un circuito più complicato rispetto al precedente, in modo da validare il circuito più sfavorito e i calcoli per le perdite di carico in uno schema più complesso. La creazione dell’impianto si è fermata al piano rialzato (piano più distante in termini di lunghezza di canale dall’UTA principale), utile in questo capitolo per la determinazione del circuito più sfavorito. Anche in questo caso l’utilizzo delle tabelle ASHRAE preinserite nel software non è applicabile in quanto le dimensioni e i flussi inserite di componenti come raccordi a T, curve ed innesti non sempre sono riconosciute automaticamente causando Figura 43 problemi nella lettura delle tabelle ASHRAE delle perdite di pressione negative che influenzano il calcolo del circuito più sfavorito, portando la prevalenza finale a valori di 0 Pa. Questo problema non sorge imponendo ad ogni categoria di raccordi e accessori dei condotti o un coefficiente di perdita o una caduta di pressione, analogamente alla procedura di calcolo manuale, metodo però più complesso e a rischio errori. Il circuito presenta una serie di bocchettoni distribuiti nel controsoffitto del piano, ognuno dotato di una serranda di regolazione automatica (con ΔP di 50Pa ognuna) e collegate all’UTA posizionata sulla copertura dell’edificio. Gli stacchi al piano dei condotti sono dotati di serrande tagliafuoco (a cui si applica un coefficiente di perdita concentrata in base alle tabelle di appendice E. Si riporta a pagina successiva la planimetria della ripresa con il numero di sezioni.
98 Figura 44 Planimetria con numerazione tronchi ‐ ripresa 99 Di seguito verranno riportati i calcoli effettuati con Revit e successivamente confrontati con i calcoli manuali impostati su Excel. Tabella 5‐10 Calcolo delle perdite di carico Revit ‐ Ripresa Revit fa risultare come perdita di pressione totale del circuito critico (tratti 124‐20) un valore di 193,1 Pa. Nel calcolo sono quindi presi in considerazione solo i tratti del circuito critico, raffigurato nella figura a pagina successiva: 100 Figura 45 Circuito più sfavorito tramite Revit ‐ ripresa 101 Anche nell’isometrico dell’impianto di ripresa (Figura 45), Revit evidenzia in rosso il circuito più sfavorito, e in blu tutti gli altri circuiti collegati alla stessa UTA. Questo metodo, di immediata visualizzazione è utile anche per cercare a primo impatto eventuali errori di impostazione, anche grazie all’ausilio di indicatori (frecce) che determinano eventuali anomalie nel verso del flusso d’aria dei vari tratti di condotto. Dal calcolo effettuato tramite tabelle Excel, sono stati presi due circuiti di riferimento (ipotizzati in primo luogo come probabili circuiti più sfavoriti) e confrontati per determinarne il più sfavorito. CALCOLO PERDITE DI CARICO - VENTILAZIONE
Rugosità in mm:
0,15
Temp. Servizio °C:
Condotto A: Acciaio
M: Muratura
Numero
tronco
Tipo di
condotto
20
Perdite di carico lineari
Portata
Q m3/h
Lato A
oD
mm
Lato B
mm
D
equivalente
mm
Lungh.
condotto
m
Velocità
m/s
DP lin.
Pa/m
DP tronco
Pa
Ro aria kg/m3 :
1,19
Perdite di carico concentrate
DP
cumulata
Pa
Ro.V^2/2
Pa
SOMMA
CSI
somma DP
concentrate
Pa
DP totale
cumulata DP
concentrate
Pa
cumulata
DP
totale
Pa
ESTRATTORE BAGNI PIANO RIALZATO
Circuito 20‐124
20
19
18
69
110
108
107
114
119
123
124
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
6000,0
4000,0
2000,0
1200,0
480,0
400,0
320,0
240,0
160,0
80,0
80,0
550
500
350
350
250
200
200
110
110
110
125
550
500,000
350,000
250
250
200
200
110
110
110
550
500
350
292
250
200
200
110
110
110
125
7,766
4,317
4,269
3,589
0,480
0,398
2,580
2,933
2,995
0,797
5,51
4,44
4,54
3,81
2,13
2,78
2,22
5,51
3,67
1,84
1,81
0,33
0,24
0,35
0,30
0,11
0,23
0,15
1,64
0,73
0,18
0,16
2,55
1,01
1,49
1,06
0,05
0,09
0,38
4,82
2,19
0,15
0,00
2,55
3,57
5,06
6,12
6,17
6,26
6,64
11,46
13,64
13,79
13,79
18,06
11,75
12,24
8,63
2,71
4,59
2,94
18,06
8,03
2,01
1,95
1,71
0,1
2,04
1,65
0,35
0,25
0,35
0,25
1,6
0,1
0,1
30,89
1,18
34,96
14,25
0,95
1,15
1,03
4,52
12,84
0,20
90,20
30,89
32,06
67,03
81,27
82,22
83,37
84,40
88,91
101,76
101,96
192,15
33,44
35,63
72,08
87,39
88,39
89,63
91,04
100,37
115,40
115,75
205,94
6000,0
4000,0
2000,0
1200,0
720,0
400,0
320,0
240,0
160,0
80,0
550
500
350
350
250
200
200
140
140
125
550
500
350
250
250
200
200
200
140
550
500
350
292
250
200
200
165
140
125
7,766
4,317
4,269
3,589
7,628
4,068
2,956
5,760
2,982
3,854
5,51
4,44
4,54
3,81
3,20
2,78
2,22
2,38
2,27
1,81
0,33
0,24
0,35
0,30
0,24
0,23
0,15
0,20
0,22
0,16
2,55
1,01
1,49
1,06
1,86
0,93
0,43
1,18
0,65
0,60
2,55
3,57
5,06
6,12
7,98
8,91
9,35
10,53
11,18
11,78
18,06
11,75
12,24
8,63
6,09
4,59
2,94
3,37
3,06
1,95
1,71
0,1
2,04
0,4
1,7
1,13
0,35
0,35
0,35
0,49
30,89
1,18
34,96
3,45
10,36
5,19
1,03
1,18
1,07
90,96
30,89
32,06
67,03
70,48
80,84
86,03
87,05
88,23
89,31
180,26
33,44
35,63
72,08
76,60
88,82
94,94
96,40
98,76
100,48
192,04
Circuito 20‐50
20
19
18
69
67
65
64
62
64
58
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
IL CIRCUITO PIU' SFAVORITO E' IL 20-124 CON UNA PREVALENZA DI 205,94 Pa
Tabella 5‐11 Calcolo delle perdite di carico Excel ‐ Ripresa Da cui risulta una prevalenza del circuito 20‐124 di 205,94 Pa. Una prima considerazione riguarda il circuito più sfavorito, individuato da entrambi i metodi come il circuito che comprende i tratti 20‐124. Per quando riguarda la prevalenza calcolata, il software differisce di un 6% rispetto al calcolo effettuato manualmente, errore che non influenza negativamente i risultati di progetto. 102 Questa differenza è imputabile principalmente al calcolo effettuato da Revit nei raccordi a T dei condotti: mentre nella progettazione effettuata su Excel è possibile individuare i raccordi in cui il flusso segue l’andamento principale da quelli in cui segue il secondario, nel software questa differenza non è impostabile e quindi questi raccordi vengono letti tutti (in termine di perdite di carico) come un unico caso con unico coefficiente. 5.4.3
Circuito di mandata Il circuito di mandata dell’aria primaria ai fancoil segue, come distribuzione spaziale sul piano rialzato, il circuito di ripresa dell’aria. I vincoli con cui vengono dimensionati i canali sono quelli già visti nei capitoli precedenti, con l’aggiunta di una limitazione del canale che attraversa il cavedio verticale per arrivare all’UTA per problemi di ingombro dei canali, come si vede in Figura 46. Il sistema viene creato partendo dai fancoil a cui sono associate le portate di aria primaria: Figura 46 Vincolo sul dimensionamento dei canali verticali FC 1: 100m3/h FC 2: 80m3/h E anche in questo caso viene sviluppato solo l’impianto presente nel piano rialzato, aggiungendo in secondo tempo il flusso dei piani superiori nei condotti verticali. In questo caso, a differenza del sistema di ripresa dell’aria, Revit indica come circuito sfavorito quello che serve l’ultimo fancoil da 100 m3/h come si vede nell’isometrico di Figura 48. 103 Figura 47 Planimetria con numerazione tronchi ‐ mandata 104 Anche in questo caso, ogni fancoil è dotato di una valvola di regolazione automatica (con una perdita specifica di 50Pa), mentre all’uscita del cavedio verticale è posizionata una serranda tagliafuoco (dalle tabelle in appendice E si trova una perdita di pressione di 12 Pa). Ogni fancoil ha come perdita specifica di 40Pa (perdita del plenum per l’aria primaria). Si procede ora al calcolo della perdita di pressione del circuito più sfavorito, dato dalla tabella sottostante (per i calcoli estesi si rimanda all’appendice F) Tabella 5‐12 Calcolo delle perdite di carico Excel ‐ mandata Revit fa risultare come perdita di pressione totale del circuito critico (tratti 56‐16, e visualizzati in pianta di Figura 47 solo i tratti 58‐13) un valore di 172,5 Pa. Nel calcolo sono quindi presi in considerazione solo i tratti del circuito critico, raffigurato nella figura a pagina successiva in rosso: 105 Figura 48 Circuito più sfavorito tramite Revit ‐ mandata 106 Dal calcolo effettuato tramite tabelle Excel, sono stati presi due circuiti di riferimento (ipotizzati in primo luogo come probabili circuiti più sfavoriti) e confrontati per determinarne il più sfavorito. CALCOLO PERDITE DI CARICO - VENTILAZIONE
Rugosità in mm:
0,15
Temp. Servizio °C:
Condotto A: Acciaio
M: Muratura
Numero
tronco
Tipo di
condotto
20
Perdite di carico lineari
Portata
Q m3/h
Lato A
oD
mm
Lato B
mm
D
equivalente
mm
Lungh.
condotto
m
DP lin.
Velocità
m/s
Pa/m
DP tronco
Pa
Ro aria kg/m3 :
1,19
DP totale
Perdite di carico concentrate
DP
cumulata
Pa
Ro.V^2/2
Pa
SOMMA
CSI
somma DP
concentrate
Pa
cumulata DP
concentrate
Pa
cumulata
DP
totale
Pa
MANDATA UFFICI PIANO RIALZATO
Circuito 15‐58
15
14
13
69
67
66
64
62
60
58
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
6840,0
4560,0
2280,0
1380,0
900,0
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
400
400
400
400
300
200
200
150
150
100
800
600,000
350,000
250
250
250
200
200
150
140
533
480
373
308
273
222
200
171
150
117
6,558
3,670
4,052
4,001
6,002
3,907
2,740
5,720
2,760
5,366
5,94
5,28
4,52
3,83
3,33
2,78
2,78
2,78
2,47
1,98
0,39
0,35
0,33
0,28
0,24
0,21
0,23
0,27
0,24
0,20
2,58
1,27
1,32
1,14
1,45
0,81
0,63
1,53
0,67
1,08
2,58
3,85
5,17
6,30
7,76
8,57
9,20
10,73
11,40
12,47
20,98
16,57
12,18
8,74
6,61
4,59
4,59
4,59
3,63
2,34
0,93
0,05
1,7
0,3
1,65
0,3
0,3
0,3
0,3
0,49
19,51
0,83
32,70
2,62
10,91
1,38
1,38
1,38
1,09
91,15
19,51
20,34
53,04
55,66
66,57
67,95
69,32
70,70
71,79
162,94
22,09
24,18
58,20
61,96
74,33
76,51
78,52
81,43
83,18
175,41
6840,0
4560,0
2280,0
1380,0
480,0
400,0
320,0
240,0
160,0
80,0
80,0
400
400
400
400
200
200
200
140
140
110
100
800
600
350
250
250
200
200
200
140
110
100
533
480
373
308
222
200
200
165
140
110
100
6,558
3,670
4,052
4,001
0,678
0,200
1,245
3,856
1,679
3,195
0,010
5,94
5,28
4,52
3,83
2,67
2,78
2,22
2,38
2,27
1,84
2,22
0,39
0,35
0,33
0,28
0,19
0,23
0,15
0,20
0,22
0,18
0,29
2,58
1,27
1,32
1,14
0,13
0,05
0,18
0,79
0,37
0,58
0,00
2,58
3,85
5,17
6,30
6,43
6,48
6,66
7,45
7,82
8,40
8,41
20,98
16,57
12,18
8,74
4,23
4,59
2,94
3,37
3,06
2,01
2,94
0,93
0,05
1,7
1,65
0,3
0,25
0,3
0,3
0,3
0,44
0,05
19,51
0,83
32,70
14,43
1,27
1,15
0,88
1,01
0,92
0,88
90,15
19,51
20,34
53,04
67,46
68,73
69,88
70,76
71,77
72,69
73,57
163,72
22,09
24,18
58,20
73,77
75,17
76,36
77,42
79,23
80,51
81,98
172,13
Circuito 15‐138
15
14
13
69
113
119
118
127
125
139
138
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
IL CIRCUITO PIU' SFAVORITO E' IL 15-59 CON UNA PREVALENZA DI 175,4 Pa
Tabella 5‐13 Perdite di carico Excel ‐ mandata Da cui risulta una prevalenza del circuito 15‐59 di 175,4 Pa. Anche in questo caso, la differenza tra le due metodologie di calcolo si aggira sul 2%, ancora minore rispetto al circuito di ripresa. Si può quindi validare questo metodo di calcolo, con vincolo di definire manualmente coefficienti di perdita per ogni accessorio del condotto 107 5.4.1
Note sulla lettura automatica delle Tabelle ASHRAE in Revit La questione principale emersa durante lo sviluppo delle reti di condotti per l’aria primaria riguarda la lettura automatica delle tabelle ASHRAE per gli accessori dei condotti (quali curve, restringimenti, ecc). In primo luogo, Revit imposta di default la perdita di carico calcolata tramite queste tabelle, fornite dalla Ashrae duct fitting database version 6.0 e contenute parzialmente nella ASHRAE Fundamentals 2009, la quale riporta per ogni tipologia di accessorio il coefficiente di perdita da moltiplicare alla pressione dinamica. Il primo problema riguarda l’impostazione della giusta tipologia di accessorio in base al menu a tendina. Figura 49 Selezione delle tabelle ASHRAE per accessorio condotto Queste tabelle si trovano nella directory di Revit e vengono caricate automaticamente a seconda della tipologia di connettore, e come si vede nella figura sovrsastante, le tabelle ASHARE selezionabili vanno dalla tipologia ad angolo retto a quelle con deflettori interne. Anche selezionando la giusta tipologia di accessorio, la caduta di pressione continua a rimanere di 0 Pa. Il problema esiste per la mancata lettura delle dimensioni e dei flussi, nonostante la corretta impostazione iniziale, come si vedrà in un esempio successivo. 108 Mentre in accessori che comprendono due connettori (quindi due flussi d’aria come in curve o riduzioni), il problema è risolvibile impostando manualmente il coefficiente di perdita, un caso particolare riguarda gli accessori con tre o più connettori (Tee e croci). Per questo genere di raccordi non è invece possibile definire manualmente una perdita di carico (vedi Figura 50) Figura 50 ASHRAE, tabella per coefficienti di perdita giunzioni a Tee su canale rettangolare L’alternativa a non definire una perdita è quella di usare le tabelle contenute nella ASHRAE, che per quando riguardano le giunzioni a Tee su canali rettangolari si fa riferimento alla tabella SR5‐15, la cui tabella per determinare il coefficiente risulta: Tabella 5‐14 Proprietà dei raccordi a Tee 109 Nel caso esempio riportato in Figura 51 si possono definire Qb1= 1380 m3/h Qc=2280 m3/h Ab1= 400x250mm Ac=400x350mm Figura 51 Esempio di flussi per calcolo coefficiente di perdita con Da cui: Revit 1
1
1380m /h
2280m /h
400 250
400 350
0,605~0,6 0,714~0,7 Ed entrando nella tabella SR5‐15 con questi valori mi aspetto un coefficiente di perdita di 1,18 (riferito alle velocità del condotto in ingresso), mentre il software rileva una pressione negativa di ‐189729,8 Pa, valore totalmente incompatibile e che porta la prevalenza del ventilatore associato all’UTA principale a 0Pa. Anche qui si può ovviare a questo problema entrando nella famiglia dei raccordi a Tee e impostando il Figura 52 Perdita di pressione sul raccordo Tee tramite tabelle sui connettori del raccordo. ASHRAE 110 coefficiente di perdita direttamente Come si vede nel capitolo 5.4.2 e 5.4.3 questa soluzione non implica un errore superiore al 10% nel calcolo delle perdite di carico, quindi è sicuramente la soluzione migliore da poter adottare. In termini numerici, considerando il circuito di mandata (sez. 13 che presenta un Tee dove il flusso segue il connettore secondario), si ha una caduta di pressione: REVIT EXCEL Ro.V^2/2
Pa
sez
13 13 ksi
12,177
‐ 1,600 1,675 ΔP (Pa)
19,483 20,040 Tabella 5‐15 Confronto perdite di carico specifiche ‐ Tee Il calcolo delle perdite di carico, e del circuito più sfavorito, è quindi affidabile, ma solo forzando i coefficienti di perdita. 111 Capitolo 6. ACS e AFS Si procederà ora al dimensionamento e al calcolo delle perdite di carico per circuiti idrici aperti, nel contesto la distribuzione dell’acqua calda (ACS) e fredda sanitaria (AFS) all’interno dell’edificio. Nel modello preso in considerazione, la distribuzione riguarda solo le apparecchiature sanitarie situate nei servizi igienici e distribuite sui tre piani, in particolare l’alimentazione dei soli lavabi presenti nel caso di ACS, lavabi e WC con cassetta per AFS. Figura 53 Isometrico della distribuzione dell'acqua potabile ‐ Revit
112 Si analizzeranno e valuteranno le differenze (in termini di l/s) tra il calcolo delle unità di carico dato dalla normativa americana IPC 200619 (usata di preimpostazione da Revit) e la norma UNI 918220 a cui si fa riferimento nella progettazione italiana. In secondo tempo si vedranno le differenze tra il dimensionamento proposto dal software (il quale segue sempre la IPC) e il classico dimensionamento di una rete idrica. 6.1
Configurazione del sistema – UNI 9182 ‐ IPC Tramite la normativa italiana vigente si procederà ora a dimensionare le reti di distribuzione dell’acqua potabile. La UNI 9182, nel caso di uffici, predilige il metodo delle unità di carico (UC) per le portate massime contemporanee, definite per ogni apparecchio. Sperimentalmente, dalla somma delle unità di carico si trova la portata q (in l/s) Seguendo la curva di distribuzione dei vasi a cassetta. Il ricircolo sarà evitato, in quanto la distribuzione ha uno sviluppo complessivo minore di 50m. 19
IPC, International Plumbing Code, 2006 UNI 9182: Impianti di alimentazione e distribuzione d'acqua fredda e calda ‐ Progettazione, installazione e collaudo 20
113 Tabella 6‐1 Unità di Carico ‐ UNI 9182 Dall’appendice D.3.1 della normativa si ricavano le UC a cui si riferiscono dei valori totali di carico in assenza di contemporaneità. N°
Lavabo
Vaso cassetta
15
21
UC
UC
Acqua Calda Acqua fredda
22,5
22,5
‐
105
22,5
127,5
Tabella 6‐2 Unità di Carico totali ‐ UNI Come si vede da Tabella 6‐2, le unità di carico totali, divise per acqua fredda e calda sono riconducibili ai valori di portata determinati sul grafico di Figura 54, dove le rette di ingresso sono rispettivamente in rosso per l’acqua calda e in blu per l’acqua fredda sanitaria. Successivamente è possibile ricavare i diametri principali delle tubazioni di alimentazione dell’intera rete (tramite le tabelle inserite nel “Quaderno Caleffi” per tubazioni in acciaio inox alla rispettiva temperatura di distribuzione del fluido). UC q (l/s) q (l/h) Φ Acqua Calda 22,5
0,97
3492
1 1/2"
Acqua Fredda 127,5
3,05
10980
2 1/2"
Tabella 6‐1 Portate e scelta dei diametri principali ‐ UNI E così via per le diramazioni secondarie. 114 Figura 54 Portata (in l/s) in base alle unità di carico Il confronto verrà ora effettuato con il dimensionamento proposto dalla normativa americana e contenuto nella IPC. Anche qui, tramite l’appendice E “sizing of Water Piping System”, la tabella E103.3(2) fornisce dei “Fixture Units” per ogni apparecchio, valore equivalente alle unità di carico proposto dalla normativa UNI. 115 Tabella 6‐2 Fixture Units ‐ IPC La somma delle FU andrà poi convertita in flusso (galloni/minuto) d’acqua tramite la tabella E103.3(3), in modo analogo alla UNI. Si nota però una prima discrepanza tra i valori delle due normativa per quanto riguarda le unità di carico dei lavabi dei bagni, mentre i valori per i vasi con cassetta i valori sono identici. Si verificherà nei passaggi successivi la conversione in flusso e la scelta del diametro della tubazione principale. 116 N°
Lavabo
Vaso
FU
FU
Acqua Calda Acqua Fredda
15
33,75
33,75
21 ‐
105
33,75
138,75
Tabella 6‐3 Unità di Carico totali ‐ IPC A cui corrispondo i flussi e i diametri determinati con la IPC pari a: UC
q (gal/min)
q (l/h)
Φ
Acqua Calda Acqua Fredda
33,75
138,75
24,5
52,2
5564
11856
2"
2 1/2"
Tabella 6‐4 Portate e scelta dei diametri principali ‐ IPC Come si nota dalla Tabella 6‐4, il diametro principale per la rete di acqua calda sanitaria è maggiore rispetto a quello dimensionato secondo la UNI, passando da 1 ½” a 2”. Per quanto riguarda il valore di flusso (l/h), si nota come il flusso di acqua calda sia maggiorato con la IPC del 37% rispetto al flusso calcolato con la UNI, mentre per quanto riguarda l’acqua fredda si ha una maggiorazione del 7% (maggiorazione contenuta per la presenza dei WC con cassetta che presentano lo stesso numero di unità di carico in entrambe le normative). 6.2
Modellazione del circuito in Revit Bisogna tenere conto ora che il dimensionamento (e successivamente il calcolo delle perdite di carico) in 3D tramite Revit viene effettuata seguendo la normativa IPC. In questo secondo caso, il dimensionamento del flusso, espresso prima in gal/min e successivamente convertibile in l/s, sarà fatto tramite la tabella E103.3(3). 117 Si inseriscono quindi, per ogni famiglia di apparecchiatura sanitaria, i valori di unità di carico, seguendo inizialmente la IPC, come si vede in Figura 55. Figura 55 Unità di carico in Revit Per ogni connettore di acqua calda e fredda si inseriscono i valori Il passaggio da effettuare è quindi verificare i diametri (tramite IPC) anche in base alle unità di carico fornite dalla normativa americana. Collegando il sistema di ACS e AFS, si determinano i diametri e i flussi per ogni tubazione, dimensionandoli in base a una perdita di carico lineare costante (200 Pa/m) e una velocità massima dell’acqua nelle tubazioni di 1,2 m/s, onde evitare rumorosità all’interno dell’impianto. Prendendo come riferimento il circuito di acqua calda e facendolo dimensionare al software, si vede subito come un aumento delle unità di carico implichi un aumento delle dimensioni delle tubazioni e del relativo flusso di acqua: mentre la norma UNI consiglia, per un generico lavabo, un flusso di 0,1 l/s, la IPC suggerisce un flusso di 0,34 l/s, valore molto superiore, come si vede chiaramente in Figura 57. Arrivando alla tubazione principale si ritrova un diametro della tubazione del DN50, confermando i calcoli sopra svolti. Tutto il resto della rete risulta sovradimensionato seguendo la IPC, implicando quindi un aumento delle perdite, nonché un aumento del costo dei materiali di installazione. 118 Figura 57 Dimensionamento con Revit del circuito di ACS Il passaggio successivo è quello di provare a forzare i valore della UNI riguardanti le unità di carico, per poi verificare i valori di flusso e i diametri calcolati con Revit, ibridando così il metodo di dimensionamento tramite software. Si nota come le uniche attrezzature a cambiare i valori di unità di carico saranno i lavabi. Figura 56 calcolo del flusso con UC secondo norma UNI ‐ Revit 119 Anche con questo stratagemma si vede come la IPC, contenuta in Revit, non dia i risultati sperati, nonostante il numero di unità di carico che segue la normativa UNI, la conversione a l/s delle UC è chiaramente superiore del 30%. Cosa analoga si ha nel caso del dimensionamento della rete di acqua fredda potabile. Questo implica un calcolo delle perdite di carico della rete che sarà sbagliato a prescindere dalla metodologia utilizzata per il calcolo del flusso d’acqua. Uno sviluppo possibile del software Revit sarebbe quindi quello di avere a disposizione la possibilità di utilizzare normative diverse rispetto alla ASHRAE o di poter gestire la curvatura di contemporaneità degli apparecchi sanitari. 120 Capitolo 7. Acque Reflue Con sistemi fognari si intendono quei sistemi di smaltimento delle acque reflue tramite sistemi a gravità. In questi sistemi le tubazioni, non essendo in pressione, sfruttano l’inclinazione di esse per far defluire le acque di scarico. La normativa italiana di riferimento è la UNI EN 1205621 la quale fornisce le basi per il calcolo e il dimensionamento delle reti di scarico all’interno di un edificio. Nel caso dell’edificio preso in esame, le reti di scarico coinvolgono i servizi igienici presenti nei tre piani esistenti, collegando alla rete delle acque nere sia i WC che i lavandini presenti (con la presenza, in ogni piano di un locale servizi per disabili, il quale si differenzierà dagli altri locali solo per le quote di installazione degli accessori sanitari), seguendo lo schematico visibile in Figura 58, comprensivi inoltre dei canali di ventilazione. La rete di scarico andrà a finire direttamente nella fognatura comunale, senza necessità d impianti di sollevamento acque nere o di vasche di raccolta. 7.1
Configurazione del sistema – UNI EN 12056 Per la progettazione della rete di scarichi, i passaggi preliminari seguono la UNI EN 12056, dove si va a definire la tipologia di sistema, che nel caso dell’edificio “GB ONE” si fa riferimento a un tipo di sistema I “Sistema di scarico con colonna di scarico unica e diramazioni di scarico riempite parzialmente. Gli apparecchi sanitari sono connessi a 21
UNI EN 12056 parte 1‐4: Sistemi di scarico funzionanti a gravità all’interno degli Edifici ‐ Impianti per acque reflue, progettazione e calcolo 121 diramazioni di scarico riempite parzialmente. Tali diramazioni sono dimensionate per un grado di riempimento uguale a 0,5 (50%) e sono connesse a un’unica colonna di scarico.” La rete di scarichi sarà quindi progettata su un grado di riempimento di 0,5, e saranno presenti, nelle due colonne di scarico principali, i condotti di ventilazione. Gli apparecchi sanitari presenti nel sistema saranno dunque: 
N° 18 WC, con capacità cassetta di 6,0 l 
N°3 WC per disabili, con capacità cassetta di 6,0 l 
N°21 lavabo Da queste informazioni, la UNI EN 12056 fornisce le unità di scarico (DU) per i vari apparecchi sanitari (a seconda del grado di riempimento), in modo da determinarne le unità di scarico totali, e quindi il carico delle portate delle acque reflue (in l/s) che confluiscono nel sistema fognario comunale, tramite la formula: ∗
Con Qww: portata acque reflue (l/s) K: coefficiente di frequenza ΣDU somma delle unità di scarico Tramite la determinazione dei DU, la UNI EN 12056 permette di determinare anche il diametro dei collettori orizzontali e verticali (prospetto B.2 della normativa). 122 In dettaglio ora le tabelle, con i valori utilizzati evidenziati, di DU e K: Tabella 7‐2 Prospetto 2, cap. 6.2.2. UNI EN 12056 – Unità di scarico DU Tabella 7‐1 Prospetto 3, cap. 6.3.2 UNI EN 12056 – Coefficiente di frequenza tipo Si nota che tramite queste due tabelle e lo schema funzionale in Figura 58, si può procedere al calcolo della portata totale di acque nere, tenendo conto anche della eventuale presenza di apparecchi a flusso continuo e di impianti di sollevamento (non presenti però nell’edificio 123 Dove Qtot: portata totale (l/s) Qww: portata acque reflue (l/s) Qc: portata continua (l/s) Qp: portata di pompaggio (l/s) Essendo Qc e Qp nulle, E dallo schema funzionale si evince che, non essendo collegati alla rete né pompe né attrezzature continue, la portata totale sarà data dalla sola portata delle acque reflue. Di seguito è riportato solo il calcolo del collettore finale (tratto 72 dello schematico), che comprende la portata totale di acque reflue. 21
12
3
Pendenza
Ld [l/s]
0,3
Diametro scelto
La [l/s]
0,3
Diametro teorico calcolato
72
wc [l/s]
1,8
Qtot(L/S)
Tronco
Nome e numero degli apparecchi sanitari
Σdu(l/s)
Calcolo del diametro dei collettori
49,5
3,52
125
125
1%
Tabella 7‐3 Calcolo dei collettori acque reflue ‐ Collettore finale Per il calcolo esteso, tratto per tratto come visibile in Figura 58, si rimanda all’appendice G. Dalla tabella sottostante (prospetto B.1 della normativa UNI EN 12056) per collettori orizzontali e pendenza 1%, il diametro teorico per una portata di 3,52 l/s risulta quello di un DN125, da verificare in secondo tempo con i risultati riportati da Revit. 124 Tabella 7‐4 prospetto B.1, appendice B ‐ Capacità dei collettori di scarico Disponendo di tutte queste informazioni da verificare, si può passare alla progettazione e al relativo confronto con la soluzione proposta dal software Revit. 125 Figura 58 Schematico acque reflue 126 7.2
Modellazione sistema di scarichi tramite Revit Il software Revit utilizza al suo interno, per il calcolo delle reti di scarico, le linee guida della normativa americana IPC 200622, e nello specifico il Capitolo 7 di tale normativa (Sanitary Drainage). La normativa IPC fa però riferimento a delle unità di “Drainage Fixtures” come si vede in Tabella 7‐5 Drainage Fixtures ‐ IPC: Tabella 7‐5 Drainage Fixtures ‐ IPC 22
International Plumbing Code, 2006 127 A questi valori sono collegati dei valori di diametro minimo della tubazione. A seconda del diametro poi sono impostati dei valori minimi di pendenza della tubazione tramite la Tabella 7‐6 Pendenze minime ‐ IPC Tabella 7‐6 Pendenze minime ‐ IPC Nel software, i valori di DF per ogni apparecchio sanitario non sono preimpostati, ma è possibile definirli manualmente come: 
WFU: Water Fixture Unit 
CWFU: Cold Water Fixture Unit 
HWFU: Hot Water Fixture Unit Dove, i valori di HWFU e CWFU sono relativi ad apparecchi con connettori di acqua calda e acqua fredda sanitaria, mentre i valori di WFU riguardano le connessioni di scarichi delle acque reflue. La normativa IPC, al contrario della UNI EN, non indicizza dei gradi di riempimento delle tubazioni, che viene invece calcolato lo stesso partendo dalle dimensioni delle tubazioni e dal flusso che vi scorre all’interno, tramite la formulazione di Colebrook‐White per tubazioni parzialmente riempite. Il calcolo del grado di riempimento (con riempimento maggiore di metà tubazione) viene effettuato partendo dal flusso, dalla rugosità del tubo e dall’inclinazione dello stesso tramite le formule: 2
2
con y/D grado di riempimento (esprimibile in parzialmente riempita percentuale). Dalla definizione di raggio idraulico 128 Figura 59 Parametri della tubazione / E tramite l’equazione di Manning 1,49
∗
∗
∗
Dove n: rugosità di Manning per tubo pieno s: pendenza della tubazione dunque la velocità si trova come / . Graficando il grado di riempimento (y/D) su Q/Qfull (la percentuale di flusso rispetto al flusso che passarebbe in sezione piena nella tubazione) si ricava il seguente grafico: Figura 60 flusso in tubazioni parzialmente riempite ‐ IPC con 1.25
0.5 ∗ 0.5. 129 Ora, si possono impostare i flussi per ogni apparecchio presente nel sistema di scarichi. Figura 61 Proprietà apparecchi sanitari ‐ Revit In questo modo, impostando per ogni tipologia di apparecchio sanitario (nel caso preso in esame solo due tipologie) il valore di WFU come in Figura 61 e determinando come “configurazione flusso” il valore di unità apparecchio, si ritroverà un sistema di scarichi totalmente calcolato sulla base delle unità apparecchio. In questo modo, le connessioni tra i vari apparecchi vengono rilevati dal software, che somma le varie unità apparecchio (o WFU) fino al collettore finale. Il software Revit non contiene al suo interno una sezione di calcolo per il dimensionamento delle reti a gravità. La pendenza e la dimensione di ogni tratto della rete deve essere determinata manualmente, e non è possibile usufruire di un’automazione nel processo di calcolo. Questo è un grande svantaggio, in quanto è come se una disciplina degli impianti meccanici non fosse stata presa in considerazione. L’unico elemento ispezionabile nella rete di scarichi sono le unità apparecchio, che altro non sono che una somma ramo per ramo della rete. 130 Essendo la rete di scarichi diretta verso la fognatura comunale, nel software deve essere inserito un espediente per identificare tale rete, identificabile in Figura 62 come il parallelepipedo finale a cui è associata la somma delle unità di scarico totali (le 49,5 unità). Il confronto con la Tabella 7‐3 valuta il semplice calcolo sommatorio effettuato da Revit. L’ulteriore passo da compiere è quello di identificare il flusso totale (in l/s) Figura 62 Rete di scarichi dell’intera rete. Questo è possibile farlo inserendo la formula ∗
all’interno della finestra proprietà dell’apparecchio sanitario fittizio impostato come rete fognaria comunale; il calcolo sarà dato da: 131 Figura 64 Calcolo della portata totale di acque reflue Figura 63 Unità apparecchio e flusso totale e come si vede da Figura 63, il flusso calcolato è pari a quello determinato dalla UNI EN 12056, ma questo calcolo finale risulta inutile se non accompagnato prima da un dimensionamento della rete. 132 Conclusioni Dopo aver analizzato nel dettaglio l’applicazione del modello BIM per sistemi meccanici, sviluppato tramite software Autodesk Revit, si posso trarre alcune considerazioni. Utilizzando il software non solo come strumento di disegno e di condivisione dati tra le varie discipline, ma anche come vera e propria piattaforma di sviluppo degli impianti meccanici, la prima cosa da notare è l’impossibilità di poter applicare, nei diversi ambiti dei sistemi meccanici, differenti normative da quella americana. A causa del vincolo di attenersi alle linee guida contenute nell’ASHRAE e nella IPC, una grossa fetta di professionisti non può beneficiare delle piene potenzialità contenute in software di uso a diffusione internazionale come Revit. Per quanto riguarda la valutazione delle discrepanze dalle normative americane, sono stati studiati quattro argomenti principali, fondamentali per lo sviluppo degli impianti meccanici degli edifici, di seguito riportati considerando quelli che sono stati i vantaggi e le criticità nell’adozione del software Revit per il dimensionamento impiantistico. Carichi di picco. La differenza tra la normativa italiana e quella americana consiste nell’adozione di due diversi metodi di calcolo per la determinazione dei carichi di picco (estivo ed invernale). L’adozione di un diverso metodo non ha comportato uno scostamento dei dati per quanto riguarda le potenze unitarie (rispettivamente del 15% per W/m2 e del 7% nel caso di W/m3 nel caso invernale, e del 6% per W/m2 e del 3% nel caso di W/m3 nel caso estivo), che risultano accettabili. Differenze significative si sono riscontrate invece nei valori assoluti dei carichi di riscaldamento e raffrescamento. Questo errore è dovuto sia ad un’errata esportazione del modello architettonico da parte del software Revit, che ad un errato conteggio delle superfici dell’edificio (tra cui la suddivisione di aree esterne ed interne). Fondamentale per il calcolo dei carichi di 133 picco risulta il modello architettonico dell’edificio, che deve essere impostato nella maniera più precisa possibile, andando a minimizzare quelli che sono gli errori umani di impostazione del modello, non potendo agire sui meccanismi di calcolo e di suddivisione delle aree all’interno del software Revit. Ventilazione meccanica. I risultati ottenuti nel dimensionamento e nel calcolo delle perdite di carico (e la conseguente determinazione del circuito più sfavorito) hanno riportato dei valori che sono coerenti con la metodologia classica utilizzata per il dimensionamento dei circuiti aeraulici. Per quanto riguarda le perdite di carico, i risultati di Revit sono congruenti con quelli determinati dai fogli di calcolo utilizzati. Questo risultato è possibile però solo forzando i coefficienti di perdite localizzate per ogni accessorio dei canali, in quanto la maggior parte delle volte la lettura delle tabelle ASHRAE per i coefficienti di perdita non porta all’esito voluto. Un’altra limitazione riguardante le perdite di carico è segnata dal fatto che, scaricando dei componenti per i canali dal sito di un fornitore, questi non sono riconosciuti come componenti presenti nelle tabelle ASHRAE, per cui viene bloccata la possibilità di un calcolo automatizzato delle perdite in circuiti contenenti componenti sviluppati da terzi. ACS e AFS. In questo caso il calcolo delle perdite di carico e il dimensionamento delle reti di distribuzione tramite normativa IPC porta a dei valori di flusso d’acqua (in l/s) nettamente maggiori rispetto ai valori di flusso calcolati dalla normativa UNI 9182. Le metodologie di conversione da unità di carico a flusso nelle due normative sono infatti troppo diverse per essere confrontate; le differenze nel ramo principale delle reti di distribuzione dell’acqua possono raggiungere anche il 30%. Sistema di scarichi. Il software Revit non dedica una specifica sezione alla rete di scarichi. Il dimensionamento della rete (in base alla percentuale di inclinazione della tubazione e del flusso d’acqua che vi transita, come suggerito dalla UNI) non è possibile. Ulteriori discipline, non sviluppate all’interno di questo lavoro ma non meno importanti, sono i circuiti idronici e antincendio. Il calcolo di questi sistemi all’interno del software è analogo a quello sviluppato per la ventilazione. Si può quindi ipotizzare che anche per 134 questi sistemi il calcolo delle perdite di carico possa essere in linea con la normativa italiana solo attraverso la forzatura dei coefficienti di perdita locale. Il metodo BIM rappresenta sicuramente un’avanguardia nell’ambito della progettazione dei sistemi meccanici. Ad oggi, un ostacolo al suo pieno utilizzo è dovuto ai limiti ancora insiti nei software applicativi. Nel caso del software analizzato (Autodesk Revit) il vincolo alle normative americane ne limita l’accessibilità come strumento di calcolo. Di conseguenza nella maggior parte dei casi un software della potenzialità di Revit si trova utilizzato unicamente come strumento di disegno. Si auspica che, con l’evoluzione del software, gli strumenti di calcolo a disposizione vengano affinati con una maggiore scelta delle normative di riferimento, per arrivare un giorno ad uno strumento personalizzabile (open source) in grado di soddisfare le esigenze dell’utente finale in base alle proprie necessità. 135 Appendice i A. Stratigrafie componenti opachi e finestrati ii iii iv v vi vii viii ix x xi xii B. Planimetrie dei piani xiii xiv xv xvi C. Carico di picco estivo e invernale Autodesk REVIT – Risultati dettagliati Riepilogo edificio Località e meteorologia Tipo di report Latitudine Longitudine Bulbo secco ‐ Estate Bulbo umido ‐ Estate Bulbo secco ‐ Inverno Intervallo giornaliero medio Input Tipo di edificio Area (m²) Volume (m³) Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (W) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (W) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Capacità di raffreddamento massima (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (L/s) Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) Densità flusso di raffreddamento (L/(s∙m²)) Flusso di raffreddamento/carico (L/(s∙kW)) Area di raffreddamento/carico (m²/kW) Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Dettaglio 45.61° 9.37° 33 °C 26 °C ‐5 °C 10 °C Ufficio 5.845,64 21.192,68 462203,0 Luglio 15:00 341969,0 120235,0 451805,0 19866,7 157524,0 12245,8 79,07 3,40 42,98 12,65 26,95 2,09 xvii Riepilogo zona – Default Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso 1.232,48 5.206,84 26 °C 20 °C 12 °C 44 00 VAV ‐ Condotto singolo 46.00% (Calculated) None 26 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso 18 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita 12 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita 13 °C Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (W) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (W) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (L/s) Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione (L/s) Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) Densità flusso di raffreddamento (L/(s∙m²)) Flusso di raffreddamento/carico (L/(s∙kW)) Area di raffreddamento/carico (m²/kW) Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione (L/(s∙m²)) Ventilazione/persona (L/s) 26 °C 23.094,0 Luglio 14:00 23.094,0 0 1.459,7 17.272,0 961,30 00 18,74 1,18 63,21 53,37 14,01 0,78 0,00 0,00 xviii Percentage
Total
(W)
3038,000
Heating
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
100%
Percentage
17.59%
0 0.00%
412
2.38%
13770,000 79.73%
0 0.00%
52
0.30%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
17272,000 100%
23094,000
0 0.00%
3.93%
0 0.00%
69
0.30%
21834,000 94.54%
0 0.00%
‐266
‐1.15%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
550
2.38%
908
Totale
Scambio di calore
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Cooling Components Total (W)
1538,000
412
(W)
1126,000
Nord
257
69
188
Nord (W)
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
203
(W)
203
Sud
59
59
Sud(W)
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
870
870
381
Est (W)
381
Est(W)
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
839
(W)
839
Ovest
280
280
Ovest (W)
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xix Riepilogo zona – Atrio Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso 68 251 27 °C 19 °C 12 °C 7 00 VAV ‐ Condotto singolo 46.00% (Calculated) None 29 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso 21 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita 11 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita 11 °C Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (W) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (W) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (L/s) Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione (L/s) Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) Densità flusso di raffreddamento (L/(s∙m²)) Flusso di raffreddamento/carico (L/(s∙kW)) Area di raffreddamento/carico (m²/kW) Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione (L/(s∙m²)) Ventilazione/persona (L/s) 29 °C 2932,0 Luglio 16:00 1811,0 1120,0 92,90 85,20 34,90 34,90 43,31 1,37 31,70 23,09 12,59 0,52 0,52 5,00 xx Total
(W)
161
579
Heating
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
1016,000
‐107,000
‐311
‐808
‐852
‐418
2932,000
35
907
1070,000
311
808
‐418
23
195
Totale
Scambio di calore
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Cooling Components Total (W)
3.69%
13.26%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
‐9.58%
0 0.00%
23.29%
‐24.54%
‐7.13%
‐18.52%
100%
100%
Percentage
0 0.00%
0.79%
6.65%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
‐14.25%
0 0.00%
30.94%
36.51%
10.61%
27.56%
0 0.00%
1.19%
Percentage
740
(W)
161
579
Nord
218
23
195
Nord (W)
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sud
Sud(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est (W)
Est(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Ovest
Ovest (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxi Riepilogo zona – Uffici Piano Rialzato Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso 1432,4 4558,9 26 °C 20 °C 12 °C 143 00 VAV ‐ Condotto singolo 49.00% (User Specified) None 29 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso 21 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita 12 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita 13 °C Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (W) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (W) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (L/s) Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione (L/s) Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) Densità flusso di raffreddamento (L/(s∙m²)) Flusso di raffreddamento/carico (L/(s∙kW)) Area di raffreddamento/carico (m²/kW) Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione (L/(s∙m²)) Ventilazione/persona (L/s) 29 °C 116515,0 Luglio 16:00 78349,0 38167,0 4100,9 23830,0 3439,2 1575,6 81,34 2,86 35,20 12,29 16,64 2,40 1,10 11,00 xxii Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Heating
Totale
Scambio di calore
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
0 0.00%
3.98%
9.40%
0.21%
1.18%
0 0.00%
‐0.20%
0 0.00%
36.48%
9.68%
24.19%
13.75%
0 0.00%
1.33%
Percentage
9.58%
12.50%
0.54%
0.73%
0 0.00%
97
0.07%
0 0.00%
47740,000 35.42%
‐11275,000 ‐8.36%
‐28188,000 ‐20.91%
‐16022,000 ‐11.89%
23830,000 100%
(W)
12918,000
16852,000
721
988
116515,000 100%
Percentage
Total
1545,000
42506,000
11275,000
28188,000
16022,000
‐230
4638,000
10956,000
239
1377,000
Cooling Components Total (W)
6034,000
(W)
1703,000
4331,000
Nord
1808,000
310
1498,000
Nord (W)
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
4820,000
(W)
4820,000
Sud
1674,000
1674,000
Sud(W)
4201,000
Est (W)
3043,000
0 6628,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
9671,000
‐
1535,000
0 2665,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est(W)
Ovest
8150,000
(W)
3352,000
5893,000
0 721
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
9967,000
‐
1119,000
6792,000
0 239
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Ovest (W)
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxiii Riepilogo zona – Servizi Piano Rialzato Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico 24 89 23 °C 20 °C 12 °C 3 00 VAV ‐ Condotto singolo ‐ (Calculated) Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso No spaces were cooled in this zone. ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita ‐ Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile Carico di picco di raffreddamento latente Flusso d'aria picco di raffreddamento Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione Somme di controllo Densità carico di raffreddamento Densità flusso di raffreddamento Flusso di raffreddamento/carico Area di raffreddamento/carico Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione Ventilazione/persona ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 6012,0 19,84 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 250,47 8,27 ‐ ‐ xxiv 6012,000
6012,000
(W)
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Percentage
Percentage
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
100.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
100%
‐
Totale
Total
‐
Scambio di calore
Heating
0
0
0
0
0
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Cooling Components Total (W)
(W)
Nord
Nord (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sud
Sud(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est (W)
Est(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Ovest
Ovest (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxv Riepilogo zona – Uffici Piano Primo Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria 1508,0 5368,4 26 °C 20 °C 12 °C 151 00 VAV ‐ Condotto singolo 49.00% (User Specified) Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso None 29 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso 21 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita 12 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita 13 °C Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (W) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (W) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (L/s) Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione (L/s) Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) Densità flusso di raffreddamento (L/(s∙m²)) Flusso di raffreddamento/carico (L/(s∙kW)) Area di raffreddamento/carico (m²/kW) Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione (L/(s∙m²)) Ventilazione/persona (L/s) 29 °C 126506,0 Luglio 16:00 86476,0 40030,0 4636,9 23937,0 2347,5 1658,8 83,89 3,07 36,65 11,92 15,87 1,56 1,10 1,10 xxvi Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Heating
Totale
Scambio di calore
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
10.51%
12.37%
0.24%
0.66%
0 0.00%
215
0.15%
0 0.00%
50260,000 34.22%
‐12563,000 ‐8.55%
‐31407,000 ‐21.39%
‐17494,000 ‐11.91%
23937,000 100%
(W)
15435,000
18166,000
349
975
8434,000
(W)
2921,000
5513,000
Nord
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0 0.00%
2529,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
520
2009,000
Nord (W)
4.24%
9.47%
0.09%
1.04%
0 0.00%
‐0.19%
0 0.00%
35.37%
9.93%
24.83%
13.83%
0 0.00%
1.38%
Percentage
126506,000 100%
Percentage
Total
1747,000
44750,000
12563,000
31407,000
17494,000
‐237
5361,000
11985,000
115
1320,000
Cooling Components Total (W)
5200,000
(W)
5200,000
Sud
1796,000
1796,000
Sud(W)
4516,000
Est (W)
3713,000
0 6628,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
10340,000
‐
1854,000
0 2663,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est(W)
Ovest
8620,000
(W)
3603,000
6025,000
0 349
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
9977,000
‐
1191,000
7314,000
0 115
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Ovest (W)
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxvii Riepilogo zona – Servizi Piano Primo Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico 25 100 23 °C 20 °C 12 °C 3 00 VAV ‐ Condotto singolo ‐ (Calculated) Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso No spaces were cooled in this zone. ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita ‐ Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile Carico di picco di raffreddamento latente Flusso d'aria picco di raffreddamento Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione Somme di controllo Densità carico di raffreddamento Densità flusso di raffreddamento Flusso di raffreddamento/carico Area di raffreddamento/carico Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione Ventilazione/persona ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 672,0 221,80 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 272,21 8,98 ‐ ‐ xxviii 6720,000
6720,000
(W)
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Percentage
Percentage
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
100.00%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
100%
‐
Totale
Total
‐
Scambio di calore
Heating
0
0
0
0
0
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Cooling Components Total (W)
(W)
Nord
Nord (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sud
Sud(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est (W)
Est(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Ovest
Ovest (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxix Riepilogo zona – Uffici Piano Secondo Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso 1541,5 5547,7 26 °C 20 °C 12 °C 155 00 VAV ‐ Condotto singolo 49.00% (User Specified) None 27 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso 20 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita 12 °C Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita 13 °C Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale (W) Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile (W) Carico di picco di raffreddamento latente (W) Flusso d'aria picco di raffreddamento (L/s) Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione (L/s) Somme di controllo Densità carico di raffreddamento (W/m²) Densità flusso di raffreddamento (L/(s∙m²)) Flusso di raffreddamento/carico (L/(s∙kW)) Area di raffreddamento/carico (m²/kW) Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione (L/(s∙m²)) Ventilazione/persona (L/s) 27 °C 195427,0 Luglio 15:00 154507,0 40920,0 8918,6 72513,0 4805,2 1695,7 126,77 5,79 45,64 7,89 47,04 3,12 1,10 10,90 xxx Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Heating
Totale
Scambio di calore
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
7.91%
8.96%
0.17%
25.50%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
51378,000 25.32%
‐13346,000 ‐6.58%
‐33364,000 ‐16.44%
‐18492,000 ‐9.11%
72513,000 100%
(W)
16061,000
18175,000
349
51751,000
8220,000
(W)
2698,000
5523,000
Nord
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0 0.00%
2496,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
458
2038,000
Nord (W)
2.72%
6.00%
0.06%
32.96%
0 0.00%
‐0.23%
0 0.00%
23.41%
6.83%
17.07%
9.46%
0 0.00%
1.72%
Percentage
195427,000 100%
Percentage
Total
3360,000
45745,000
13346,000
33364,000
18492,000
‐444
5322,000
11721,000
114
64408,000
Cooling Components Total (W)
5269,000
(W)
5269,000
Sud
1648,000
1648,000
Sud(W)
4667,000
Est (W)
3942,000
0 6628,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
10569,000
‐
1860,000
0 2807,000
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est(W)
Ovest
8345,000
(W)
4152,000
6025,000
0 349
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
10526,000
‐
1356,000
6876,000
0 114
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Ovest (W)
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxxi Riepilogo zona – Servizi Piano Secondo Input Area (m²) Volume (m³) Punto di regolazione raffreddamento Punto di regolazione riscaldamento Temperatura aria di mandata Numero di persone Infiltrazione (L/s) Tipo di calcolo volume aria Umidità relativa Psicrometria Messaggio psicrometrico 25 107 23 °C 20 °C 12 °C 3 00 VAV ‐ Condotto singolo ‐ (Calculated) Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di ingresso No spaces were cooled in this zone. ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di ingresso ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo secco di uscita ‐ Serpentina di raffreddamento ‐ Temperatura bulbo umido di uscita ‐ Aria miscelata ‐ Temperatura bulbo secco Risultati calcolati Carico di picco di raffreddamento totale Mese e ora picco di raffreddamento Carico di picco di raffreddamento sensibile Carico di picco di raffreddamento latente Flusso d'aria picco di raffreddamento Carico di picco di riscaldamento (W) Flusso d'aria picco di riscaldamento (L/s) Flusso d'aria di picco di ventilazione Somme di controllo Densità carico di raffreddamento Densità flusso di raffreddamento Flusso di raffreddamento/carico Area di raffreddamento/carico Densità carico di riscaldamento (W/m²) Densità flusso di riscaldamento (L/(s∙m²)) Densità ventilazione Ventilazione/persona ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 8092,0 237,40 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 327,80 9,62 ‐ ‐ xxxii 8092,000
7194,000
898
(W)
Components
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Totale
Percentage
Percentage
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
11.10%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
88.90%
0 0.00%
0 0.00%
0 0.00%
100%
‐
Totale
Total
‐
Scambio di calore
Heating
0
0
0
0
0
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
Muro
Finestra
Porta
Tetto
Lucernario
Parete
Infiltrazione
Ventilazione
Illuminazione
Alimentazione
Persone
Vano tecnico
Calore ventola
Cooling Components Total (W)
(W)
Nord
Nord (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sud
Sud(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Est (W)
Est(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Ovest
Ovest (W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordest
Nordest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudest
Sudest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Nordovest
Nordovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
(W)
Sudovest
Sudovest
(W)
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
0
0
‐
0
0
0
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
xxxiii D. Equazioni per il calcolo del fattore d’attrito f – Calcolo esteso Per le formule utilizzate nelle seguenti tabelle si rimanda al capitolo 5.3.1 
Equazione di Colebrook: fattore di attrito f al variare della portata ε Dh ρ μ 0,000015
200
1,19
1,85E‐05
m mm kg/m3 Pas Portata Dh m3/h mm 10
200 50
200 70
200 100
200 200
200 500
200 700
200 v m/s 0,0884
0,4421
0,6189
0,8842
1,7684
4,4210
6,1894
Re ‐ f_cole ‐ 1139,9688
5699,8442
7979,7818
11399,6883
22799,3766
56998,4416
79797,8182
0,0561
0,03611
0,032915
0,029961
0,025246
0,02034
0,018974
Fattore di attrito f al variare del numero di Reynold (esclusi valori di Re laminare) Re f' 4000 4500 5000 6000 7000 8000 9000 10000 1,5942
1,6244
1,6514
1,6980
1,7373
1,7713
1,8012
1,8278
f_cole 0,0916148
0,091127
0,0907342
0,0901407
0,0897134
0,089391
0,0891392
0,088937
L’equazione di Colebrook si applica per i canali lisci tramite l’equazione di Petukhov. 
eps Dh ro ni Equazione di Haaland al variare della portata 0,015
200
1,19
1,85E‐05
m mm kg/m3 Pas xxxiv Portata Dh m3/h mm 10
200 50
200 70
200 100
200 200
200 500
200 700
200 v m/s Re ‐ f_haal ‐ 0,088419
0,442097
0,618936
0,884194
1,768389
4,420972
6,18936
1139,969
5699,844
7979,782
11399,69
22799,38
56998,44
79797,82
0,056142
0,091036
0,090002
0,089221
0,088305
0,087752
0,087646
Fattore di attrito f al variare del numero di Reynold Re 4000 4500 5000 6000 7000 8000 9000 10000 
f_cole 0,092561
0,091995
0,09154
0,090856
0,090365
0,089995
0,089707
0,089477
Equazione di Altshul‐Tsal al variare della portata eps Dh ro ni 0,015 200 1,19 0,00001846 m mm kg/m3 Pas Portata m3/h Dh mm 10 50 70 100 200 500 700 200 200 200 200 200 200 200 v m/s Re ‐ f' ‐ f_alt ‐ 0,088419
0,442097
0,618936
0,884194
1,768389
4,420972
6,18936
1139,969
5699,844
7979,782
11399,69
22799,38
56998,44
79797,82
0,056142
0,059729
0,059135
0,058677
0,058129
0,057792
0,057728
0,056142 0,059729 0,059135 0,058677 0,058129 0,057792 0,057728 Fattore di attrito f al variare del numero di Reynold xxxv Re 4000 4500 5000 6000 7000 8000 9000 10000 f' 0,060581
0,060268
0,060014
0,059626
0,059345
0,059131
0,058963
0,058828
f_alt 0,060581 0,060268 0,060014 0,059626 0,059345 0,059131 0,058963 0,058828 Dai fattori di attrito calcolati si può stilare una semplice tabella di consultazione che riporta i valori di f a seconda delle equazioni in base al variare della portata (m3/h) in un flusso turbolento completamente sviluppato: Portata f_cole f_haal f_alt m3/h ‐ ‐ ‐ 10,0
0,056
0,056
0,056
50,0
0,036
0,036
0,036
70,0
0,033
0,033
0,033
100,0
0,0300
0,0300
0,0307
200,0
0,0252
0,0252
0,0259
500,0
0,0203
0,0203
0,0208
700,0
0,0190
0,0190
0,0203
xxxvi E. Tabelle per perdite localizzate e distribuite – Ventilazione Raccordi Diffusori di mandata per uffici – TROX VDW xxxvii Diffusori di Ripresa per uffici – TROX VDW Diffusori di ripresa per WC – TROX serie LVS xxxviii Serrande tagliafuoco rettangolari – TROX Serie CA xxxix F. Calcoli Estesi perdite di carico ventilazione Estrazione bagni ‐ Revit xl xli xlii xliii Estrazione bagni – Progettazione manuale CALCOLO PERDITE DI CARICO - VENTILAZIONE
Rugosità in mm:
0,15
Temp. Servizio °C:
Condotto A: Acciaio
M: Muratura
Numero
tronco
Tipo di
condotto
20
Ro aria kg/m3 :
Perdite di carico lineari
Portata
Q m3/h
Lato A
oD
mm
Lato B
mm
D
equivalente
mm
Lungh.
condotto
m
Velocità
m/s
DP lin.
Pa/m
DP tronco
Pa
1,19
DP totale
Perdite di carico concentrate
DP
cumulata
Pa
Ro.V^2/2
Pa
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo
access.
num
acces.
ksi (1)
BOCC
1
40
REG
1
50
ESTR
1
50
BOCC
1
40
REG
1
50
ESTR
1
50
Tipo
access.
num
acces.
ksi (1)
SOMMA
CSI
somma DP
concentrate
Pa
cumulata DP
concentrate
Pa
cumulata
DP
totale
Pa
ESTRATTORE BAGNI PIANO RIALZATO
Tratto 2-11
2
A
4
A
6
A
8
A
10
A
11
A
87,5
175,0
262,5
350,0
700,0
1400,0
110
140
200
250
250
350
110
150
150
150
250
350
110
145
171
188
250
350
1,114
0,846
1,685
7,259
4,879
5,921
2,01
2,31
2,43
2,59
3,11
3,17
0,22
0,22
0,21
0,21
0,23
0,17
0,24
0,19
0,35
1,55
1,12
1,01
0,24
0,43
0,77
2,32
3,45
4,46
2,40 CURVA90
3,19 TEE_SEC
3,52 TEE_SEC
4,00 TEE_SEC
5,76 TEE_PRINC
6,00
ALLARG
1
1
1
1
1
1
0,39
0,25
0,25
0,25
1,60
0,10
ALLARG
ALLARG
ALLARG
ALLARG
ALLARG
Tratto 23-11
23
A
25
A
27
A
29
A
10
A
11
A
87,5
175,0
262,5
350,0
700,0
1400,0
110
140
200
250
250
350
110
150
150
150
250
350
110
145
171
188
250
350
1,30
0,84
1,62
0,22
4,879
5,921
2,01
2,31
2,43
2,59
3,11
3,17
0,22
0,22
0,21
0,21
0,23
0,17
0,28
0,18
0,33
0,05
1,12
1,01
4,75
4,93
5,26
5,31
6,43
7,45
2,40 CURVA90
3,19 TEE_SEC
3,52 TEE_SEC
4,00 TEE_SEC
5,76 TEE_PRINC
6,00
ALLARG
1
1
1
1
1
1
0,39
0,25
0,25
0,25
1,60
0,10
ALLARG
ALLARG
ALLARG
ALLARG
ALLARG
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
CURVA90
CURVA90
1
1
0,39
0,39
0,59
0,35
0,35
0,74
2,19
0,1
41,42
1,12
1,23
52,96
12,61
50,60
41,42
42,53
43,76
96,72
109,33
159,93
41,66
42,96
44,54
99,05
112,78
164,40
164,40
0,59
0,35
0,35
0,35
1,8
0,1
41,42
1,12
1,23
51,40
10,37
50,60
41,42
42,53
43,76
95,16
105,53
156,13
41,70
43,00
44,56
96,01
107,50
159,12
159,12
IL CIRCUITO PIU' SFAVORITO E' IL 2-11 CON UNA PREVALENZA DI 164,4 Pa
xliv Ripresa Uffici – Revit xlv xlvi xlvii xlviii xlix Ripresa Uffici – Progettazione manuale CALCOLO PERDITE DI CARICO - VENTILAZIONE
Rugosità in mm:
0,15
Temp. Servizio °C:
Condotto A: Acciaio
M: Muratura
Numero
tronco
Tipo di
condotto
20
Ro aria kg/m3 :
Perdite di carico lineari
Portata
Q m3/h
Lato A
oD
mm
Lato B
mm
D
equivalente
mm
Lungh.
condotto
m
Velocità
m/s
DP lin.
Pa/m
DP tronco
Pa
1,19
DP totale
Perdite di carico concentrate
DP
cumulata
Pa
Ro.V^2/2
Pa
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo
access.
num
acces.
Pa
Tipo
access.
Pa
ksi (1)
SOMMA
CSI
somma DP
concentrate
Pa
cumulata DP
concentrate
Pa
cumulata
DP
totale
Pa
RIPRESA UFFICI PIANO RIALZATO
Circuito 20‐124
20
19
18
69
110
108
107
114
119
123
124
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
6000,0
4000,0
2000,0
1200,0
480,0
400,0
320,0
240,0
160,0
80,0
80,0
550
500
350
350
250
200
200
110
110
110
125
550
500,000
350,000
250
250
200
200
110
110
110
6000,0
4000,0
2000,0
1200,0
720,0
400,0
320,0
240,0
160,0
80,0
550
500
350
350
250
200
200
140
140
125
550
500
350
250
250
200
200
200
140
550
500
350
292
250
200
200
110
110
110
125
7,766
4,317
4,269
3,589
0,480
0,398
2,580
2,933
2,995
0,797
550
500
350
292
250
200
200
165
140
125
7,766
4,317
4,269
3,589
7,628
4,068
2,956
5,760
2,982
3,854
5,51
4,44
4,54
3,81
2,13
2,78
2,22
5,51
3,67
1,84
1,81
0,33
0,24
0,35
0,30
0,11
0,23
0,15
1,64
0,73
0,18
0,16
2,55
1,01
1,49
1,06
0,05
0,09
0,38
4,82
2,19
0,15
0,00
2,55
3,57
5,06
6,12
6,17
6,26
6,64
11,46
13,64
13,79
13,79
18,06
REST
11,75
ALL
12,24
CURV90
8,63
REST
2,71 TEE_SEC
4,59 TEE_SEC
2,94 TEE_SEC
18,06 TEE_SEC
8,03 TEE_PRINC
2,01
ALL
1,95
ALL
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,05
CURV90
0,10
0,39
REST
0,05 TEE_PRINC
0,25
ALL
0,25
0,25
ALL
0,25
1,60
0,10
0,10
5,51
4,44
4,54
3,81
3,20
2,78
2,22
2,38
2,27
1,81
0,33
0,24
0,35
0,30
0,24
0,23
0,15
0,20
0,22
0,16
2,55
1,01
1,49
1,06
1,86
0,93
0,43
1,18
0,65
0,60
2,55
3,57
5,06
6,12
7,98
8,91
9,35
10,53
11,18
11,78
18,06
REST
11,75
ALL
12,24
CURV90
8,63
REST
6,09 TEE_PRINC
4,59
ALL
2,94 TEE_SEC
3,37 TEE_SEC
3,06 TEE_SEC
1,95
CURV90
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,05
0,10
0,39
0,05
1,60
0,10
0,25
0,25
0,25
0,39
4
0,39
ALL
1
0,10
1
1
1
0,05 TEE_PRINC
1,60
0,10
1
1,60 TAGL.F
1
10
1
0,10
BOCCH
1
40
REG
1
50
1,71
0,1
2,04
1,65
0,35
0,25
0,35
0,25
1,6
0,1
0,1
30,89
1,18
34,96
14,25
0,95
1,15
1,03
4,52
12,84
0,20
90,20
30,89
32,06
67,03
81,27
82,22
83,37
84,40
88,91
101,76
101,96
192,15
33,44
35,63
72,08
87,39
88,39
89,63
91,04
100,37
115,40
115,75
205,94
50
1,71
0,1
2,04
0,4
1,7
1,13
0,35
0,35
0,35
0,49
30,89
1,18
34,96
3,45
10,36
5,19
1,03
1,18
1,07
90,96
30,89
32,06
67,03
70,48
80,84
86,03
87,05
88,23
89,31
180,26
33,44
35,63
72,08
76,60
88,82
94,94
96,40
98,76
100,48
192,04
Circuito 20‐50
20
19
18
69
67
65
64
62
64
58
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
CURV90
4
0,39
ALL
1
0,10
REST
TEE_SEC
ALL
CURV90
ALL
ALL
ALL
ALL
1
1
1
2
1
1
1
1
0,05 TEE_PRINC
0,25
ALL
0,10
0,39 TEE_SEC
0,10
0,10
0,10
0,10
1
1
1,60 TAGL.F
0,10
1
0,25
BOCCH
1
10
1
40
REG
1
IL CIRCUITO PIU' SFAVORITO E' IL 20-124 CON UNA PREVALENZA DI 205,94 Pa
l Mandata Uffici – Revit li lii liii liv lv lvi Mandata Uffici – Progettazione manuale CALCOLO PERDITE DI CARICO - VENTILAZIONE
Rugosità in mm:
0,15
Temp. Servizio °C:
Condotto A: Acciaio
M: Muratura
Numero
tronco
Tipo di
condotto
20
Ro aria kg/m3 :
Perdite di carico lineari
Portata
Q m3/h
Lato A
oD
mm
Lato B
mm
D
equivalente
mm
Lungh.
condotto
m
Velocità
m/s
DP lin.
Pa/m
DP tronco
Pa
1,19
DP totale
Perdite di carico concentrate
DP
cumulata
Pa
Ro.V^2/2
Pa
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo access. num acces.
ksi (1)
Tipo
access.
num
acces.
Pa
Tipo
access.
Pa
ksi (1)
SOMMA
CSI
somma DP
concentrate
Pa
cumulata DP
concentrate
Pa
cumulata
DP
totale
Pa
MANDATA UFFICI PIANO RIALZATO
Circuito 15‐58
15
14
13
69
67
66
64
62
60
58
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
6840,0
4560,0
2280,0
1380,0
900,0
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
400
400
400
400
300
200
200
150
150
100
800
600,000
350,000
250
250
250
200
200
150
140
533
480
373
308
273
222
200
171
150
117
6,558
3,670
4,052
4,001
6,002
3,907
2,740
5,720
2,760
5,366
5,94
5,28
4,52
3,83
3,33
2,78
2,78
2,78
2,47
1,98
0,39
0,35
0,33
0,28
0,24
0,21
0,23
0,27
0,24
0,20
2,58
1,27
1,32
1,14
1,45
0,81
0,63
1,53
0,67
1,08
2,58
3,85
5,17
6,30
7,76
8,57
9,20
10,73
11,40
12,47
6840,0
4560,0
2280,0
1380,0
480,0
400,0
320,0
240,0
160,0
80,0
80,0
400
400
400
400
200
200
200
140
140
110
100
800
600
350
250
250
200
200
200
140
110
100
533
480
373
308
222
200
200
165
140
110
100
6,558
3,670
4,052
4,001
0,678
0,200
1,245
3,856
1,679
3,195
0,010
5,94
5,28
4,52
3,83
2,67
2,78
2,22
2,38
2,27
1,84
2,22
0,39
0,35
0,33
0,28
0,19
0,23
0,15
0,20
0,22
0,18
0,29
2,58
1,27
1,32
1,14
0,13
0,05
0,18
0,79
0,37
0,58
0,00
2,58
3,85
5,17
6,30
6,43
6,48
6,66
7,45
7,82
8,40
8,41
20,98
ALL
16,57
REST
12,18
CUR90
8,74
REST
6,61 TEE_PRINC
4,59 TEE_SEC
4,59 TEE_SEC
4,59 TEE_SEC
3,63 TEE_SEC
2,34
CUR90
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,10
0,05
0,05
0,05
1,60
0,25
0,25
0,25
0,25
0,39
CUR90
2
0,39
REST
1
0,05
REST
TEE_SEC
REST
REST
REST
REST
REST
REST
1
1
1
1
1
1
1
2
0,05 TEE_PRINC
0,25
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
1
1,60
20,98
16,57
12,18
8,74
4,23
4,59
2,94
3,37
3,06
2,01
2,94
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,10
CUR90
0,05
0,05
REST
0,05 TEE_PRINC
0,25
REST
0,25
0,25
REST
0,25
REST
0,25
REST
0,05
CUR90
0,05
2
0,39
REST
1
0,05
1
1
1
0,05 TEE_PRINC
1,60
0,05
1
1,60
1
1
1
1
0,05
0,05
0,05
0,39
TAGL
1
12
PLEN
1
40
REG
1
50
0,93
0,05
1,7
0,3
1,65
0,3
0,3
0,3
0,3
0,49
19,51
0,83
32,70
2,62
10,91
1,38
1,38
1,38
1,09
91,15
19,51
20,34
53,04
55,66
66,57
67,95
69,32
70,70
71,79
162,94
22,09
24,18
58,20
61,96
74,33
76,51
78,52
81,43
83,18
175,41
50
0,93
0,05
1,7
1,65
0,3
0,25
0,3
0,3
0,3
0,44
0,05
19,51
0,83
32,70
14,43
1,27
1,15
0,88
1,01
0,92
0,88
90,15
19,51
20,34
53,04
67,46
68,73
69,88
70,76
71,77
72,69
73,57
163,72
22,09
24,18
58,20
73,77
75,17
76,36
77,42
79,23
80,51
81,98
172,13
Circuito 15‐138
15
14
13
69
113
119
118
127
125
139
138
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
ALL
REST
CUR90
REST
TEE_SEC
TEE_SEC
TEE_SEC
TEE_SEC
TEE_SEC
REST
REST
TAGL
1
12
PLEN
1
40
REG
1
IL CIRCUITO PIU' SFAVORITO E' IL 15-59 CON UNA PREVALENZA DI 175,4 Pa
lvii G. Acque Reflue – Dimensionamento tramite UNI EN 12056 Diametro teorico calcolato Diametro scelto Pendenza 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 wc [l/s] La [l/s] Ld [l/s] 2,0 0,5 0,5 1 1 2 1 3 1 1 2 3 2 3 2 1 1 2 1 3 1 1 2 3 2 6 4 1 1 2 1 3 1 1 2 3 2 9 6 1 1 2 1 3 Qtot(L/S) Tronco Nome e numero degli apparecchi sanitari Σdu(l/s) Calcolo del diametro dei collettori 2,0 2,0 4,0 2,0 6,0 0,5 0,5 1,0 7,0 7,0 2,0 2,0 4,0 2,0 6,0 0,5 0,5 1,0 7,0 14,0 2,0 2,0 4,0 2,0 6,0 0,5 0,5 1,0 7,0 21,0 2,0 2,0 4,0 2,0 6,0 2,00 2,00 1,00 2,00 1,22 0,50 0,50 0,50 1,32 1,32 2,00 2,00 1,00 2,00 1,22 0,50 0,50 0,50 1,32 1,87 2,00 2,00 1,00 2,00 1,22 0,50 0,50 0,50 1,32 2,29 2,00 2,00 1,00 2,00 1,22 100 100 100 100 100 40 40 50 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 100 100 100 100 100 100 150 40 40 50 150 150 100 100 100 100 100 40 40 50 100 100 100 100 100 100 100 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% * 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% * 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% lviii 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 1 4 4 4 1 1 2 1 3 1 4 4 8 1 1 2 1 3 1 4 12 21 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 2 4 1 1 2 2 6 12 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 3 3 2,0 8,0 0,5 0,5 1,0 0,5 1,5 9,5 9,5 2,0 2,0 4,0 2,0 6,0 2,0 8,0 0,5 0,5 1,0 0,5 1,5 18,5 3,0 2,0 2,0 4,0 2,0 6,0 2,0 8,0 0,5 0,5 1,0 0,5 1,5 28,5 49,5 2,00 1,41 0,50 0,50 0,50 0,50 0,61 1,54 1,54 2,00 2,00 1,00 2,00 1,22 2,00 1,41 0,50 0,50 0,50 0,50 0,61 2,15 0,87 2,00 2,00 1,00 2,00 1,22 2,00 1,41 0,50 0,50 0,50 0,50 0,61 2,67 3,52 100 100 40 40 50 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 40 50 100 125 100 100 40 40 50 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 40 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 40 40 50 40 50 100 125 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% * 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% * 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% LEGENDA: WC: Wc con capacità cassetta di 0,6 l La: Lavabo Ld: lavabo disabili NB: i tratti verticali non hanno pendenza, quindi essa non sarà espressa nella tabella sovrastante.
lix H. Guida alla creazione dei sistemi meccanici tramite Autodesk Revit In questo capitolo si vedrà come creare i sistemi (siano essi aeraulici, idraulici o idronici) con software Revit. Per prima cosa, nella schermata di Revit MEP, premendo F9 è possibile fare comparire sul desktop il menù dei sistemi meccanici e delle tubazioni. Questo browser renderà possibile la gestione dei sistemi che si vanno creando, visualizzando eventuali errori e permettendo infine di calcolare le perdite di carico totali. Come si vede da figura (G) 1, i sistemi ddi (G) 1 Menù dei sistemi ‐ Revit ventilazione (sistemi meccanici) sono suddivisi in 3 categorie ‐
Circuito di mandata ‐
Circuito di ripresa ‐
Aria di scarico (o estrazione fumi) Mentre per i sistemi di tubazioni è possibile creare i seguenti sistemi: ‐
Sistemi di mandata (per caldo o freddo) ‐
Sistemi di ritorno (per caldo o freddo) ‐
Sistemi di acqua calda sanitaria ‐
Sistemi di acqua fredda sanitaria ‐
Sistemi di scarico La fase principale di impostazione del lavoro sta nel capire l’importanza dei sistemi, i quali vanno assegnati nella fase precedente al tracciamento delle tubazioni. lx Successivamente si vedrà come questi sistemi vengono creati e come devono essere utilizzati, in modo da poter controllare che tutti i componenti siano assegnati al sistema corretto. Innanzitutto, dopo aver importato il modello architettonico, è importante reimpostare i piani di lavoro. Scegliendo di impostare questi piani sul piano del controsoffitto o del pavimento, la gestione degli elementi da inserire risulterà molto più semplice nella parte degli offset (definita come l’altezza dal piano di riferimento dove inserire l’oggetto). (G) 2 Barra dei sistemi ‐ Revit Come si vede da figura (G) 2, la barra dei sistemi permette di creare condotti dell’aria (con relativi accessori), condotti flessibili, bocchettoni (di mandata e di ripresa), attrezzature meccaniche (le quali sono le attrezzature che permettono la circolazione o il trattamento dei fludi, come caldaie, pompe, ventilatori), tubazioni, apparecchi sanitari e estintori. Ad esempio, un sistema per la ventilazione meccanica in ambienta sarà composto dai bocchettoni in ambiente (con funzione di “slave”) e da un’UTA o un fancoil (attrezzatura meccanica con funzione di “master”). Quando i bocchettoni e l’attrezzatura meccanica vengono inizialmente posizionati in un progetto, non sono assegnati ad un sistema. Quando si aggiungono condotti per collegare i componenti, questi vengono assegnati automaticamente ad un sistema dal programma. È possibile selezionare i componenti e aggiungerli manualmente ad un sistema: quando i componenti vengono assegnati ad un sistema, è possibile utilizzare Revit per generare o iniziare a posizionare i condotti. Verrà analizzata in seguito la creazione di un sistema di condotti con 3 bocchettoni in ambiente e un fancoil. lxi (G) 4 Creazione di un sistema ‐ Revit Come si vede da figura (G) 4, dopo aver posizionato le bocchette e il fancoil si può creare il sistema di condotti tramite il pulsante “Condotto”, il quale permetterà di identificare il tipo di sistema (in genere autodeterminato dalle impostazioni definite sulle bocchette) e il nome del sistema. Cliccando “OK” e passando all’editor di sistema, si nota come sia possibile aggiungere (o eliminare) (G) 3 Creazione di un sistema di condotti ‐
Revit bocchettoni al sistema appena creato e selezionare l’attrezzatura meccanica. Il sistema sarà visibile nel browser dei sistemi (figura (G) 5). Selezionando dal browser dei sistemi l’attrezzatura meccanica è possibile utilizzare la funzione “Generazione di Layout” altrimenti i bocchettoni possono essere collegati manualmente: in questo caso ogni segmento di canale verrà automaticamente assegnato al sistema. lxii (G) 5 Editor di sistema ‐ Revit Il flusso per ogni singolo bocchettone sarà impostato manualmente, mentre il flusso totale al fancoil sarà calcolato come somma automatica dei flussi a valle di esso. Impostazione dei valori delle famiglie: Con famiglia si intendono i componenti che vengono utilizzati per creare il modello, come muri, finestre, porte, nonché tutti i componenti dei sistemi meccanici. Ogni famiglia contiene al suo interno delle informazioni come dimensioni, materiale, parametri variabili ecc. Ogni cambiamento all’interno della famiglia verrà automaticamente aggiornato a tutti i componenti presenti nel progetto appartenenti alla stessa famiglia. Per far sì che il sistema “senta” il flusso ai bocchettoni (o eventualmente alle altre attrezzature di distribuzione) e calcoli il flusso totale all’attrezzatura meccanica, bisogna porre attenzione al verso del flusso e all’impostazione di esso all’interno delle famiglie. In particolare, il verso del flusso è impostabile come ‐
Interno (quando il flusso transita dal condotto, o tubazione, al bocchettone o attrezzatura meccanica) ‐
Esterno (quando il flusso transita dal bocchettone o attrezzatura meccanica al condotto o tubazione) lxiii Mentre l’impostazione da dare al flusso si può scegliere tra ‐
Preimpostato (dove il flusso è un valore numerico) principalmente utilizzato negli elementi di distribuzione ‐
Calcolato (dove il flusso è calcolato come somma dei valori a valle), utilizzato nelle attrezzature meccaniche In figura (G) 6, si vede chiaramente come queste impostazioni siano selezionabili nel connettore di una famiglia. Aggiuntivamente si può anche impostare la caduta di pressione e il valore numerico del flusso. Le stesse impostazioni saranno valide anche per gli elementi di impianti idronici e idraulici con la possibilità di scegliere il flusso come (G) 6 Proprietà di un connettore ‐ Revit “Unità apparecchio”. lxiv Bibliografia [1]
ISO 16739:2013 : Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries [2]
Directive 2014/24/EU of the European Parliament and of the Council of 26 February 2014 on public procurement and repealing Directive 2004/18/EC Text with EEA relevance [3]
UNI 11337:2009 Edilizia e opere di ingegneria civile ‐ Criteri di codificazione di opere e prodotti da costruzione, attività e risorse ‐ Identificazione, descrizione e interoperabilità [4]
UNI 10339:1995 Impianti aeraulici al fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d'offerta, l'offerta, l'ordine e la fornitura. [5]
ASHRAE Handbook Fundamentals, 2009 [6]
UNI EN ISO 6964:2008 Componenti ed elementi per edilizia ‐ Resistenza termica e trasmittanza termica ‐ Metodo di calcolo [7]
UNI 12831: Impianti di riscaldamento negli edifici ‐ Metodo di calcolo del carico termico di progetto [8]
UNI 10339: Air‐conditioning system for thermal confort in buildings – General, classification and requirements [9]
UNI TS 11300 Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale [10]
ASHRAE Guide and Data Books [11]
Manuale del termotecnico. Fondamenti. Riscaldamento. Condizionamento. Refrigerazione, Nicola Rossi [12]
ASHRAE duct fitting database version 6.0 [13]
International Plumbing Code, 2006 [14]
Quaderni Caleffi n°1, Le Reti di Distribuzione, Mario Donidelli, 1993 lxv [15]
Quaderni Caleffi n°5, Impianti Idrosanitari, Mario Donidelli, 1993 [16]
UNI 9182: Impianti di alimentazione e distribuzione d'acqua fredda e calda ‐ Progettazione, installazione e collaudo [17]
UNI EN 12056 parte 1‐4: Sistemi di scarico funzionanti a gravità all’interno degli edifici ‐ Impianti per acque reflue, progettazione e calcolo [18]
Condizionamento Dell'aria E Refrigerazione. Teoria E Calcolo Degli Impianti, Pizzetti Carlo, 1986, CEA Editore lxvi