Academic literature on the topic 'Prestazione energetica edificio'

Il lavoro di tesi rappresenta lo sviluppo di una ricerca volta ad approfondire il tema dell’ottimizzazione del livello di isolamento termico nella progettazione estiva dell’edificio, in riferimento a differenti scenari d’uso e tipologie edilizie. L’attività di ricerca, sviluppata intorno al tema dell’analisi energetica degli edifici, ha avuto come obiettivo principale l’elaborazione di una nuova metodologia di analisi termica utile ad indagare i parametri che maggiormente influenzano la prestazione energetica. Il metodo consiste nell’analizzare in dettaglio i differenti contributi al bilancio termico convettivo dell’aria interna e le loro interrelazioni in riferimento alle differenti condizioni al contorno; ciascun contributo è scorporato in funzione delle sollecitazioni termiche dinamiche relative all’ambiente esterno ed interno, ovvero la temperatura dell’aria esterna, la radiazione solare, le sorgenti termiche interne, e può essere riferito separatamente a specifici gruppi di componenti che scambiano energia termica con l’aria interna, ossia l’involucro opaco, l’involucro trasparente, i componenti edilizi interni, etc. Al fine di individuare all’interno di ciascun termine del bilancio termico la quota da attribuire a ciascuna sollecitazione, si applica il principio di sovrapposizione degli effetti realizzando su uno stesso modello una serie di simulazioni con il codice di simulazione numerica dettagliata EnergyPlus, aggiungendo di volta in volta una sollecitazione diversa. All’elaborazione della metodologia di indagine fa seguito l’individuazione di una specifica modalità di rappresentazione dei risultati, attraverso la quale è possibile evidenziare e confrontare i pesi delle diverse sollecitazioni/termini del bilancio termico sul fabbisogno di energia e sui carichi frigoriferi dell’edificio. Una particolarità del metodo consiste nel fatto che i parametri che influenzano la prestazione energetica di un edificio possono essere individuati direttamente nella rappresentazione, oppure, al fine di raggiungere un dettaglio maggiore, attraverso l’accorpamento di alcuni contributi al bilancio termico. In questo modo è possibile indagare, ad esempio, quale sia l’influenza dell’involucro edilizio sulla prestazione termica dell’edificio, oppure se sia prevalente l’influenza dell’involucro opaco o di quello trasparente. Questo aspetto rappresenta il potenziale della metodologia d’indagine nell’individuare il peso dell’involucro nel suo complesso, e nello specifico, quello dell’involucro opaco sulla prestazione termica estiva degli edifici, per studiare l’effetto del livello di isolamento termico in vista di una sua ottimizzazione progettuale. La metodologia d’indagine può essere utilizzata anche per la progettazione termica e la diagnosi energetica degli edifici e permette, tra l’altro, di effettuare un confronto accurato tra metodi di calcolo della prestazione energetica. In riferimento a questo ultimo aspetto viene sviluppato il confronto tra il metodo di calcolo semplificato in regime quasi-stazionario, UNI EN ISO 13790, e il metodo di calcolo dettagliato in regime dinamico, EnergyPlus, e sono individuate le cause principali del divario tra i due modelli di calcolo. L’applicazione principale della metodologia d’indagine ha riguardato l’analisi parametrica di due casi studio, un edificio residenziale e un edificio ad uso uffici; di essi è fissata la località (Roma), l’uso e la geometria. In particolare, i dati relativi all’uso e alla gestione dell’edificio (es. utilizzo delle schermature solari) sono ricavati, sia direttamente sia mediante rielaborazione, dalla normativa tecnica e dalla letteratura tecnico-scientifica. Gli altri parametri che determinano la prestazione energetica estiva degli edifici sono fatti variare; tra essi si annoverano l’estensione della superficie trasparente e le sue proprietà termiche e solari, i livelli di isolamento e di inerzia termica dell’involucro opaco, le proprietà solari della superficie opaca esterna. Attraverso la tecnica di campionamento Latin Hypercube sono state ottenute, per ciascun caso studio, 60 differenti combinazioni delle variabili parametriche che rappresentano un campione significativo. L’analisi energetica del campione, attraverso l’applicazione della metodologia di analisi termica, ha condotto all’individuazione dell’elevato contributo dell’involucro edilizio al carico termico medio mensile (luglio) dell’edificio ad uso residenziale, e del ridotto contributo dello stesso sulla prestazione energetica estiva dell’edificio ad uso uffici. Per individuare il contributo dell’involucro opaco e soprattutto quello dell’isolamento termico è stata effettuata un’analisi di sensibilità utile a ricavare il peso di ciascun parametro (variabile indipendente) sulla prestazione termica estiva dell’edificio (variabile dipendente), espressa sia dal fabbisogno netto di energia per il raffrescamento sia dalla potenza frigorifera massima nel mese di luglio. L’accorpamento dei parametri originari campionati in parametri “semi-empirici” ha reso possibile l’individuazione, tra i modelli matematici studiati, di una funzione di tipo esponenziale per relazionare le variabili indipendenti alla variabile dipendente. Attraverso l’effettuazione di una regressione lineare multipla della variabile dipendente trasformata secondo l’equazione proposta e l’individuazione del valore dei coefficienti di regressione standardizzati, è stato ricavato il contributo di ciascun parametro, e in particolare quello dell’isolamento termico, sulla prestazione termica estiva per i due casi studio esaminati. In riferimento al microclima esterno e alle condizioni d’uso considerate, i risultati dell’analisi di sensibilità mostrano la ridotta influenza dell’involucro edilizio opaco sulla prestazione termica estiva a causa della prevalente influenza di altri fattori, quali le caratteristiche termiche e solari della superficie trasparente e l’estensione della superficie stessa. Nell’edificio ad uso uffici, in particolare, il contributo maggiore al carico interno non è da attribuire all’involucro, ma alle sorgenti termiche interne. L’importanza dell’isolamento termico nella progettazione termica estiva aumenta al diminuire dell’estensione della superficie vetrata e dell’effetto delle schermature solari; aumenta inoltre al diminuire degli apporti termici interni. L’ottimizzazione progettuale è un’altra possibile applicazione della nuova metodologia d’indagine termica; un esempio è fornito attraverso l’analisi di un edificio passivo in costruzione a Carpi (MO), caratterizzato dall’iper-isolamento delle strutture d’involucro. Le “criticità” progettuali evidenziate attraverso l’applicazione del metodo riguardano la presenza di carichi interni di modesta entità e il posizionamento non corretto delle schermature solari. È stata quindi proposta una strategia per l’abbattimento dei carichi interni: si tratta dell’attivazione della ventilazione naturale, introducendo in ambiente una portata d’aria più elevata quando le condizioni esterne risultano favorevoli. La riduzione del fabbisogno energetico per il raffrescamento è conseguente all’aumento del flusso termico convettivo legato alla ventilazione, e questo aspetto è ben evidenziato nella rappresentazione grafica della metodologia d’analisi. Il lavoro di tesi ha portato alla messa a punto di una metodologia di analisi piuttosto che a risultati generalizzabili. Tra gli sviluppi futuri dell’attività di ricerca è prevista l’estensione dello studio al fine di considerare un numero più ampio di condizioni al contorno (es. localizzazioni, destinazioni d’uso). Inoltre, l’analisi di sensibilità, pur identificando in maniera qualitativa ma già sufficientemente indicativa il peso di ciascun parametro progettuale o condizione al contorno sulla prestazione termica estiva, dovrà essere approfondita al fine di individuare un’espressione più precisa per predire l’entità del fabbisogno in funzione dei parametri di influenza.

Quadro legislativo europeo e nazionale e nuovi decreti della regione Emilia Romagna riguardanti le misure per il contenimento dei consumi energetici nell'edilizia. Analisi energetica di un edificio residenziale. Studio di alcuni interventi proposti al fine di incrementare le prestazioni energetiche dell'edificio, diminuendone le dispersioni verso l'ambiente esterno e/o migliorando il rendimento dell'impianto. Tali interventi sono volti alla riduzione dei consumi, sia economici sia di combustibile fossile, e al miglioramento delle condizioni di benessere termoigrometrico. Successiva analisi economica degli interventi, utilizzando come indici il VAN e il PBT e tenendo conto dell'Ecobonus. Relazione tra gli investimenti iniziali di cui necessitano tali interventi e la riduzione dell'indice di prestazione energetica ottenuta. Relazione tra gli investimenti iniziali necessari e i relativi valori di risparmio annuo monetario che si ottiene in seguito alla diminuzione di energia primaria e quindi di combustibile utilizzato per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria. Confronto fra i vari interventi al fine di valutarne la convenienza.

L’elaborato di tesi ha lo scopo di andare ad analizzare gli interventi di efficientamento energetico da realizzare su un edificio condominiale esistente per verificare i requisiti richiesti per accedere alle detrazioni fiscali previste dal Superbonus 110%. Dopo la descrizione del panorama normativo che regolamenta le detrazioni fiscali e il calcolo dei fabbisogni energetici, si presentano le caratteristiche geometriche-strutturali dell’edificio e l’impianto inizialmente presente. Viene poi proposta la descrizione degli interventi che si intendono realizzare per garantire il miglioramento della classe energetica. Infine, si analizza l’impatto degli interventi per garantire i requisiti necessari per accedere alle detrazioni.

Nella tesi sono state valutate le prestazioni energetiche di un edificio esistente ed i possibili interventi migliorativi da porre in opera per migliorare dette prestazioni in riferimento all'involucro edilizio, agli impianti e alla produzione di energia da fonti rinnovabili.

Il lavoro di tesi si è incentrato sull'analisi delle prestazioni energetiche annuali di tre diversi edifici, identici geometricamente ma con involucri realizzati seguendo tre differenti tipologie costruttive e simulati tramite il software di simulazione dinamica TRNSYS in tre diverse zone in Cile. È stato scelto come caso studio da replicare in Cile un edificio reale prefabbricato in legno in Italia, il cui involucro è stato poi modificato per porre a confronto tra loro le due tecniche costruttive in legno più diffuse (CLT e telaio) con la tecnica della muratura, analizzando le differenze energetiche che caratterizzano ciascun tipologia costruttiva, a parità di spessore di parete perimetrale. Ci si è quindi concentrati sulla ottimizzazione del corredo impiantistico da abbinare alle nove strutture analizzate, considerando che per le case in legno il controllo dell’umidità dell’aria interna risulta molto importante si è scelto di utilizzare per il riscaldamento e il raffrescamento dell’edificio in esame un impianto di ventilazione meccanica controllata basato su un recuperatore di calore dinamico che sfrutta una pompa di calore aria/aria invertibile per trasferire calore tra il flusso d’aria in ingresso ed in uscita dall'edificio. È stata poi eseguita un’analisi secondo il metodo LCA per fornire dati oggettivi sull'impatto ambientale complessivo degli elementi costituenti l’edificio verificando l’enorme guadagno connesso all'utilizzo di strutture in legno. I risultati ottenuti in questa tesi portano a concludere che per un Paese come il Cile, grande produttore di legno, l’adozione di edifici prefabbricati in legno ad elevato isolamento termico combinati con impianti di ventilazione a recupero dinamico permette di ridurre i consumi totali di energia primaria degli edifici, riducendo al contempo il tasso di inquinamento dovuto alle attuali metodologie utilizzate per la produzione di energia per il residenziale.

L’obiettivo dello studio è principalmente confrontare l’importanza della conformazione architettonica degli edifici residenziali ai fini della valutazione delle prestazioni energetiche. In particolare, si vuole valutare l’incidenza del dettaglio nella modellazione rispetto ai principali indicatori energetici. Inizialmente è stata fatta una ricognizione, nel complesso quadro normativo, sul concetto di efficienza energetica degli edifici, dal livello europeo alla legislazione nazionale e regionale, regione Veneto. È stata analizzata anche la normativa tecnica in materia italiana ed europea. Definizione di concetto di NZEB, nelle sue accezioni, definendone caratteristiche e quadro critico italiano. Analisi del concetto di efficienza energetica di un edificio e focus su: prestazione energetica, fabbisogno energetico, definizioni di trasmittanza termica, ponti termici, attestato di prestazione energetica (APE). Introduzione del caso di studio,edificio residenziale sito a Concordia Sagittaria, e descrizione di: configurazione architettonica, tipologia strutturale, impianti, consumi, stato di conservazione, progetto di miglioramento, materiali utilizzati, stratigrafie, tipologie abitative. Il caso di studio è stato scelto all’interno del progetto europeo TripleA-reno. Definito il software di modellazione è stata effettuata una valutazione dettagliata della prestazione energetica dell’edificio che è stato successivamente approssimato. Si sono poi messe a confronto le diverse valutazioni energetiche e valutati quali parametri vengono maggiormente influenzati dalla semplificazione introdotta. Lo studio è stato condotto sia per lo stato di fatto che per un paio di casi in stato di progetto. In parallelo è stato condotto un monitoraggio ambientale ed etnografico per valutare l’effettivo comfort abitativo in alcuni appartamenti rilevando i principali parametri ambientali (temperatura, umidità relativa, CO2 e consumi elettrici) in parallelo alle sensazioni degli abitanti.

Scopo di questo studio è fornire una analisi delle differenze fra i metodi di calcolo disponibili delle dispersioni energetiche di un edificio, sia calcolate in maniera dettagliata che tramite approssimazioni, al fine ultimo di semplificarlo e renderlo più accessibile all’utente comune. Il caso studio è un complesso condominiale risalente al 1936 situato in via Magenta presso Reggio Emilia, attualmente soggetto di riqualificazione. Sono stati realizzati modelli dettagliati allo stato di fatto originario e allo stato riqualificato con TerMus, per il calcolo semi-stazionario, e con DesignBuilder/EnergyPlus, per il calcolo dinamico, oltre a modelli semplificati tramite tipologie costruttive standard per epoca e classe edilizia con DesignBuilder/EnergyPlus seguendo le tipologie costruttive offerte dal progetto TABULA. È inoltre stata analizzata una seconda semplificazione che prevede la diretta sostituzione dell’edificio analizzato con l’edificio-tipo offerto da TABULA nella sua matrice delle tipologie edilizie italiane. Dai risultati ottenuti è stato possibile dare legittimità a parte delle semplificazioni applicate e indicare quali non siano applicabili, è stata offerta una analisi sulle differenze riscontrabili fra TerMus e DesignBuilder/EnergyPlus e una chiave di confronto fra i dati ottenibili da tali programmi, e infine è stata svolta una valutazione sul successo della riqualificazione energetica analizzata.

In questo lavoro di tesi sono state simulate le prestazioni energetiche di un edificio residenziale situato a Novi di Modena tramite due software di simulazione: Edilclima (di tipo quasi-stazionario) e TRNSYS (di tipo dinamico). L'immobile è stato ricostruito a causa dei danni causati dal terremoto del 2012 che ha colpito l'Emilia Romagna, si sviluppa su tre piani ed è caratterizzato da un involucro edilizio isolato e molto performante. Nella prima fase del lavoro è stato implementato il modello dell'edificio e dell'impianto sui due software simulativi. Successivamente, è stato deciso di calibrare il modello di simulazione dinamica sui dati reali riguardanti i consumi elettrici, disponibili grazie ad una campagna di monitoraggio avvenuta tra il 25/04/17 ed il 31/10/17: in questo periodo, infatti, gli utenti si sono prestati a fornire le letture dei contatori elettrici a cadenza settimanale. Sul modello simulativo calibrato sono state fatte poi delle analisi annuali sui consumi. Successivamente, sono stati studiati degli interventi migliorativi al fine di migliorare le prestazioni dell'impianto attualmente installato: installazione di una batteria di accumulo per il fotovoltaico; potenziamento del campo fotovoltaico tramite l'installazione di ulteriori 2.16 kWp; combinazione dei due precedenti interventi. Per valutare la fattibilità economica degli interventi ipotizzati, è stata eseguita un'analisi economica tramite lo strumento del VAN (Valore Attuale Netto) tenendo in considerazione i tassi di inflazione, di interesse e di aumento del costo dell'energia elettrica, nonché di costi di manutenzione, di sostituzione dei componenti degli impianti ed infine dei benefici derivanti da detrazioni fiscali e scambio sul posto.

La tesi ha come oggetto la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici. L’argomento viene trattato tramite: - una breve panoramica relativa all’evoluzione normativa nazionale ed europea oltre che alle modalità di calcolo e analisi a disposizione del progettista; - una dettagliata analisi dei principali interventi di riqualificazione energetica attuabili sul patrimonio edilizio esistente; - la valutazione della prestazione energetica relativa all'edificio esistente oggetto di studio (condominio composto da 7 appartamenti disposti su 4 piani fuori terra sito in Crevalcore, BO) secondo due diverse modalità: • in regime semi-stazionario, • in regime dinamico, tramite il software di calcolo opensource “EnergyPlus”. La parte più consistente della tesi è stata dedicata all’analisi in regime dinamico. Dopo aver descritto dettagliatamente il complesso procedimento che determina tale tipo di modellazione, sono state effettuate numerose analisi, allo scopo di valutare il comportamento dell’edificio nei diversi periodi stagioali e diverse configurazioni impiantistiche. I risultati ottenuti hanno consentito di cogliere le potenzialità di una modellazione in regime dinamico, in particolare legate alla migliore capacità di tener conto degli apporti gratuiti, su tutti quelli solari. Di contro, sono emersi anche i limiti di tale modellazione, sostanzialmente riconducibili alla complessità del procedimento oltre alle numerose e dettagliate informazioni che vengono richieste al progettista

La tematica del presente scritto è l’analisi teorico-sperimentale del sistema edificio-impianto, che è funzione delle soluzioni progettuali adottate, dei componenti scelti e del tipo di conduzione prevista. La Direttiva 2010/31/CE sulle prestazioni energetiche degli edifici, entrata in vigore l’8 luglio 2010, pubblicata sulla Gazzetta Europea del 18 giugno 2010, sostituirà, dal 1º febbraio 2012, la direttiva 2002/91/CE. La direttiva prevede che vengano redatti piani nazionali destinati ad aumentare il numero di “edifici a energia quasi zero” e che entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione dovranno essere “edifici a energia quasi zero”, per gli edifici pubblici questa scadenza è anticipata al 31 dicembre 2018. In questa prospettiva sono stati progettati due “edifici a energia quasi zero”, una villa monofamiliare e un complesso scolastico (scuola dell’infanzia, elementare, media inferiore) attualmente in via di realizzazione, con l’obiettivo principale di fornire un caso studio unico per ogni tipologia in quanto anche modulare e replicabile nella realtà del nostro territorio, che anticipano gli obiettivi fissati dalla Direttiva 2010/31/CE. I risultati ottenibili dai suddetti progetti, esposti nella tesi, sono il frutto di un attenta e proficua progettazione integrata, connubio tra progettazione architettonica ed energetico/impiantistica. La stessa progettazione ha esaminato le tecnologie, i materiali e le soluzioni tecniche “mirate” ai fini del comfort ambientale e di un’elevata prestazione energetica dell’edificio. Inoltre è stato dedicato ampio rilievo alla diagnosi energetica degli edifici esistenti attraverso 4 casi studio, i principali svolti durante i tre anni di dottorato di ricerca, esemplari del patrimonio edilizio italiano. Per ogni caso studio è stata condotta una diagnosi energetica dell’edificio, valutati i risultati e definita la classe energetica, ed in seguito sono stati presi in considerazione i possibili interventi migliorativi sia da un punto di vista qualitativo sia economico tenendo conto degli incentivi statali per l’incremento dell’efficienza energetica.