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La modellazione energetica in regime dinamico simula il comportamento degli edifici al variare di un insieme di parametri variabili come la temperatura, l’illuminamento, la ventilazione naturale e il comportamento degli utenti. Il calcolo fa riferimento a valori misurati ogni ora.

Anche se tutt’oggi questo strumento non è obbligatorio in Italia, conoscerlo e saperlo usare dà la possibilità di facilitare e velocizzare la formulazione di risposte alle domande poste da molti bandi di gara pubblici per l’efficientamento di edifici già esistenti o la costruzione di edifici nuovi.

Vediamo alcune opportunità dell’uso della modellazione energetica dinamica.

Gestire la luce naturale per diminuire i consumi energetici

Spesso, uno dei criteri di valutazione delle proposte da inviare per partecipare ai bandi di gara riguarda, oltre che il rispetto dei CAM – Criteri Ambientali Minimi – come previsto dalla legge – anche di dimostrare la qualità delle soluzioni tecniche, tecnologiche, scelta dei materiali ecocompatibili, efficientamento energetico, per quanto riguarda la progettazione, l’uso e la gestione dell’edificio.

Con l’uso della modellazione dinamica energetica è possibile simulare i valori di daylight, ovvero calcolare il fattore di luce diurno medio dei locali e il loro illuminamento naturale al variare della temperatura. Solitamente come parametro di riferimento consideriamo il giorno più caldo, ovvero il 31 agosto.

Il fattore di luce diurno è proporzionale alla dimensione e alle caratteristiche della superficie finestrata dell’ambiente e ai colori delle superfici adiacenti.

fattore-medio-luce-diurna

Questa immagine mostra un esempio dello studio del daylight. Se la mappa si colora di blu o verde si ha un buon valore di illuminamento. Una tendenza verso il nero, invece, segnalerebbe una zona buia e una di rosso l’abbagliamento.

Una volta calcolato il valore del daylight si possono studiare sistemi di ombreggiamento appositi che permettono di diminuire l’illuminamento. Un illuminamento eccessivo, infatti, – che, soprattutto, nel caso dei moderni edifici vetrati, può portare a un calore eccessivo all’interno – e a valutarne l’efficacia con la modellazione.

Sarà così possibile valutare gli apporti solari all’interno degli ambienti e impostare gli impianti di climatizzazione di conseguenza per garantire un maggior risparmio energetico, sia nel periodo invernale sfruttando gli apporti solari sia nel periodo estivo andando a ridurli.

Diminuire i consumi energetici con un sistema di ombreggiamento

Tramite Design Builder – il software che usiamo per la modellazione – si esportano le mappe relative all’illuminamento naturale. Si confrontano le mappe per capire come assicurare il comfort termico delle persone all’interno, a parità della minima energia consumata.

apporti solari e raffrescamento senza schermature
Studio degli apporti solari al 25 luglio.

Se si gestisce bene l’illuminazione naturale, infatti, è possibile risparmiare molto su quella artificiale con conseguente risparmio di energia e di denaro, oltre che con benefici per il pianeta.

apporti solari e raffrescamento con schermature
Studio degli apporti solari dopo aver previsto sistemi di ombreggiamento.

Confrontando i due grafici esportati da Design Builder si nota subito la differenza di apporti solari e di uso degli impianti per il raffrescamento con e senza sistemi di ombreggiamento. Senza sistemi di ombreggiamento l’apporto solare è alto ed è necessaria molta energia per il funzionamento degli impianti di raffrescamento. Con i sistemi di ombreggiamento, invece, si gestiscono meglio gli apporti solari e si consuma meno energia per gli impianti.

L’obiettivo, solitamente, è riqualificare, o realizzare edifici ex novo, che consumino meno energia possibile e che sfruttino l’energia prodotta da fonti rinnovabili. Il traguardo massimo è avvicinarsi il più possibile a un edificio NZEB – Near Zero Energy Building.

Requisiti premianti: la certificazione LEED

In molti bandi di gara il raggiungimento della certificazione LEED non è un requisito vincolante, ma premiante. Può addirittura far guadagnare il 20% dei punti necessari per la partecipazione al bando.

Dunque, può essere interessante cogliere questa opportunità e usare la modellazione energetica dinamica per capire come riqualificare, o progettare ex novo, l’edificio in modo che possa accedere alla certificazione LEED.

Per ottenere la certificazione LEED è necessario soddisfare e raggiungere i requisiti imposti da 7 macro – categorie. Per conseguire i crediti richiesti nella categoria “Energia ed Atmosfera” bisogna creare un modello che simula il comportamento dell’edificio in regime dinamico. In particolare, bisognerà valutare gli aspetti energetici come:

  • Apporti gratuiti
  • Ventilazione
  • Consumi elettrici
  • Gestione dell’illuminazione
  • Occupazione
  • Set – point ambiente
  • Gestione degli impianti.
grafico-consumi-energia-elettrica
Consumi energetici e risparmio proposto.

Nell’immagine vediamo alcuni dati ottenuti in seguito alla modellazione energetica in regime dinamico di un edificio e la possibilità di ridurre i consumi elettrici con la soluzione testata sul modello.

Per fare il modello e i vari calcoli è necessario avere padronanza del software e conoscenze tecniche. La costruzione del modello e la lettura dei risultati richiede più tempo, ma potrebbe permettere di rendere più interessante la propria offerta rispetto a quella dei competitor presenti per lo stesso bando di gara.

 

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