Obiettivi Il software permette la simulazione del clima interno degli edifici zootecnici nell’arco delle ventiquattro ore. La necessità di conoscere così dettagliatamente il microclima interno scaturisce dalla considerazione del fatto che una situazione di stress verificatasi in un dato momento della giornata può essere compensata da una fase di recupero grazie ad un eventuale miglioramento delle condizioni interne. Scopo ultimo del software qui presentato è quello, attraverso uno studio parametrico delle principali variabili (orientazione, finestratura, ecc.), di fornire indicazioni utili alla progettazione per quanto concerne il controllo ambientale. Metodologia Il modello matematico alla base del software prende in considerazione la geometria tridimensionale dell’edificio, la sua orientazione, le caratteristiche termico?inerziali delle pareti, della copertura e del pavimento, la posizione, l’elevazione e le dimensioni delle aperture. Il comportamento termico dell’involucro è simulato attraverso l’equazione di Fourier unidimensionale risolta con il metodo alle differenze finite. Il calcolo della ventilazione prende in considerazione, contemporaneamente, sia l’effetto camino che l’azione del vento. La portata di ventilazione è stata valutata per mezzo del profilo di pressione dell’aria, interna ed esterna, a livello delle aperture; il contributo alla pressione dovuto alla temperatura è stato calcolato attraverso la determinazione del piano neutro, mentre la pressione causata dall’azione dinamica del vento è stata calcolata per mezzo dei coefficienti di pressione. Il modello considera anche l’evaporazione dalle deiezioni per mezzo di un sottomodello dinamico di simulazione. Il calore apportato dagli animali è stato calcolato facendo riferimento alle formule proposte dalla CIGR. L’input include, tra l’altro, i seguenti parametri: la latitudine, la longitudine, la radiazione solare (diretta e diffusa), la direzione e la velocità del vento, la temperatura e l’umidità dell’aria esterna. L’output consiste, principalmente, nella temperatura e umidità dell’aria interna. Risultati attesi Il modello di calcolo è stato inizialmente convalidato con riferimento ad una porcilaia da ingrasso per trecento suini. Esso consente di prevedere l’andamento dei parametri climatici interni al variare delle condizioni esterne e, dettagliatamente, tutte le voci del bilancio di potenza termica compreso il volume di ricambio dell’aria. In questo modo è possibile ottimizzare la progettazione degli edifici ed individuare la combinazione ottimale (di compromesso) degli elementi di involucro e delle aperture (ma anche di altri parametri come, per esempio, l’orientazione dell’edificio), tenendo conto sia dell’andamento giornaliero, che di quello stagionale.
Un software per la simulazione dinamica del clima interno degli edifici zootecnici
LIBERATI, PAOLO;ZAPPAVIGNA, PAOLO
2005
Abstract
Obiettivi Il software permette la simulazione del clima interno degli edifici zootecnici nell’arco delle ventiquattro ore. La necessità di conoscere così dettagliatamente il microclima interno scaturisce dalla considerazione del fatto che una situazione di stress verificatasi in un dato momento della giornata può essere compensata da una fase di recupero grazie ad un eventuale miglioramento delle condizioni interne. Scopo ultimo del software qui presentato è quello, attraverso uno studio parametrico delle principali variabili (orientazione, finestratura, ecc.), di fornire indicazioni utili alla progettazione per quanto concerne il controllo ambientale. Metodologia Il modello matematico alla base del software prende in considerazione la geometria tridimensionale dell’edificio, la sua orientazione, le caratteristiche termico?inerziali delle pareti, della copertura e del pavimento, la posizione, l’elevazione e le dimensioni delle aperture. Il comportamento termico dell’involucro è simulato attraverso l’equazione di Fourier unidimensionale risolta con il metodo alle differenze finite. Il calcolo della ventilazione prende in considerazione, contemporaneamente, sia l’effetto camino che l’azione del vento. La portata di ventilazione è stata valutata per mezzo del profilo di pressione dell’aria, interna ed esterna, a livello delle aperture; il contributo alla pressione dovuto alla temperatura è stato calcolato attraverso la determinazione del piano neutro, mentre la pressione causata dall’azione dinamica del vento è stata calcolata per mezzo dei coefficienti di pressione. Il modello considera anche l’evaporazione dalle deiezioni per mezzo di un sottomodello dinamico di simulazione. Il calore apportato dagli animali è stato calcolato facendo riferimento alle formule proposte dalla CIGR. L’input include, tra l’altro, i seguenti parametri: la latitudine, la longitudine, la radiazione solare (diretta e diffusa), la direzione e la velocità del vento, la temperatura e l’umidità dell’aria esterna. L’output consiste, principalmente, nella temperatura e umidità dell’aria interna. Risultati attesi Il modello di calcolo è stato inizialmente convalidato con riferimento ad una porcilaia da ingrasso per trecento suini. Esso consente di prevedere l’andamento dei parametri climatici interni al variare delle condizioni esterne e, dettagliatamente, tutte le voci del bilancio di potenza termica compreso il volume di ricambio dell’aria. In questo modo è possibile ottimizzare la progettazione degli edifici ed individuare la combinazione ottimale (di compromesso) degli elementi di involucro e delle aperture (ma anche di altri parametri come, per esempio, l’orientazione dell’edificio), tenendo conto sia dell’andamento giornaliero, che di quello stagionale.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
