Riassunto analitico
L’efficientamento energetico degli edifici risulta un problema sempre più attuale nel panorama internazionale; la ricerca delle soluzioni per massimizzare le prestazioni energetiche, sia di edifici di nuova realizzazione sia di edifici esistenti, è di fondamentale importanza per diminuire le emissioni inquinanti e aumentare il risparmio in termini economici. Per poter fare analisi dettagliate del funzionamento, dei consumi e dei costi di un edificio, è necessario ricorrere a modelli in regime dinamico che possano descrivere il sistema utilizzando condizioni al contorno variabili nello spazio e nel tempo, al contrario di un modello stazionario che si basa su condizioni costanti e invariate nel tempo. Con la modellazione energetica dinamica è possibile eseguire accurate analisi dei flussi termici e di ventilazione in funzione delle condizioni climatiche esterne e dei profili di utilizzo. Inoltre, è possibile valutare il comportamento in regime estivo, altamente influenzato dall’inerzia termica dei materiali, non tenuta in conto con modelli stazionari. Il modello di partenza del sistema edificio-impianto viene realizzato andando a definire tutte le caratteristiche dell’involucro edilizio a cui viene associato un modulo HVAC che simula il comportamento degli elementi impiantistici. Grazie ad EnergyPlus, motore di calcolo per le simulazioni energetiche, oggi è possibile riprodurre il sistema edificio-impianto verificandone, prima ancora di iniziare la fase di realizzazione, il funzionamento in ogni dettaglio. Tramite l’inserimento dei numerosi dati di input e la scelta dei relativi output è possibile controllare ed ottimizzare il modello. Lo scopo del presente lavoro di tesi è quello di modellare due casi studio tramite due software open source ed uno di uso commerciale: OpenStudio, Simergy e DesignBuilder. Il primo software, OpenStudio, è un plug-in che aggiunge le funzionalità di EnergyPlus a SketchUp. È stato sviluppato in collaborazione con un laboratorio del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti d’America, l’NREL (National Renewable Energy Laboratory). Il secondo software utilizzato sarà Simergy; questo è stato rilasciato dal DOE, il Dipartimento dell’Energia Statunitense, sviluppatore di EnergyPlus. Questo programma permette un alto controllo delle variabili di input per quanto riguarda gli impianti, ma presenta problematiche di instabilità e di difficile comprensione. Come software commerciale e di alta affidabilità si è scelto DesignBuilder, anch’esso interfaccia grafica di EnergyPlus. I due casi studio sono rappresentati da due edifici semplici con caratteristiche geometriche e di impianto diverse: il primo sarà costituito da una zona termica, privo di impianti e caratterizzato solo da ventilazione naturale, nel secondo caso verrà aggiunto un impianto di ventilazione meccanica. Per ogni caso studio si effettuerà un confronto tra i software; a parità di variabili di input si andranno ad analizzare i dati di output, sia in termini quantitativi che qualitativi.
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