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Tecniche avanzate di analisi energetica

di Ing. Virgilio Muratore

SIMULAZIONI ENERGETICHE DINAMICHE

L’efficacia di qualunque strategia di risparmio energetico, attiva o passiva, è strettamente connessa alle condizioni ambientali. Esse costituiscono, nella progettazione, le variabili indipendenti, il riferimento rispetto a cui tutti gli elementi devono essere pensati e dimensionati.

I modelli di calcolo quasi stazionari definiscono il comportamento energetico di un edificio sulla base di dati medi mensili calcolati secondo la UNI 10349. Questo approccio, adeguato per la stima di fabbisogno e consumi in condizioni di utilizzo standard, risulta tuttavia estremamente carente in fase progettuale, non essendo in grado di descrivere la complessa variabilità delle condizioni climatiche locali. I modelli di simulazione dinamica permettono di analizzare il comportamento energetico di un edificio in rapporto al contesto ambientale reale con cui esso stesso si confronta e si relaziona, descrivendone il comportamento  anche nelle situazioni di progetto più gravose. L’utilizzo di file climatici orari, basati su dati storici, consente di verificare l’efficacia delle soluzioni progettuali rispetto alle condizioni di esercizio effettive. Al progettista, ad esempio, è consentito di verificare la tenuta all’aria dell’involucro quando la pressione cinetica del vento è più intensa, di analizzare la contemporanea entità dei carichi sensibili e latenti e, sulla base di quanto rilevato, adottare le soluzioni più opportune. Inoltre, in presenza di dati orari dettagliati è possibile creare file climatici ad hoc anche per località non censite all’interno del database di EnergyPlus.

Sistema Edificio-Impianto

In riferimento al sistema edificio-impianto la scarsa efficacia dei modelli di simulazione quasi stazionaria risulta ancora più marcata. Il dimensionamento impiantistico, come è noto, viene effettuato rispetto alle condizioni climatiche esterne estreme. Tuttavia il rendimento dei generatori varia sensibilmente a carico ridotto e l’utilizzo di dati climatici medi mensili è assolutamente inadeguato a descrivere assetti impiantistici complessi. Una verifica dell’efficacia di sistemi di ventilazione meccanica dotati di funzione di free cooling o free heating, ad esempio, richiede necessariamente l’utilizzo di dati climatici orari. I carichi esterni, inoltre, sono solo una delle variabili in gioco. Gli apporti dovuti ad affollamento, utilizzo di apparecchiature elettriche o sistemi d’illuminazione, possono incidere pesantemente sul bilancio energetico dell’edificio, determinando un maggiore o minore impegno dell’impianto entro fasce orarie definite. Nei modelli di simulazione dinamica è possibile definire programmi orari dettagliati di attività e occupazione, stabilendo l’entità di tutti i carichi interni. Anche i programmi di accensione e spegnimento di tutte le apparecchiature di controllo ambientale può essere definita con precisione. Configurazioni impiantistiche complesse possono essere replicate fedelmente definendo nel dettaglio le caratteristiche tecniche di ciascuna delle componenti. I modelli energetici dinamici consentono di simulare fedelmente il comportamento dell’impianto in condizioni di esercizio già in fase di progettazione, divenendo uno strumento che permette di verificare l’efficacia di diverse soluzioni tecniche a cui abbinare una più realistica analisi costi-benefici.

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