Le aspettative dell'occupante nel calcolo energetico : valutazione delle attese di qualità climatica degli occupanti sulla richiesta di riscaldamento e raffrescamento

Lorenzo Piotto

Le aspettative dell'occupante nel calcolo energetico : valutazione delle attese di qualità climatica degli occupanti sulla richiesta di riscaldamento e raffrescamento.

Rel. Stefano Paolo Corgnati, Valentina Fabi. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione), 2012

Questa è la versione più aggiornata di questo documento.

Controlla la disponibilità in biblioteca

Abstract:	La ricerca si incentra quindi sul di miglioramento della previsione dei consumi energetici di un edificio, concentrandosi sui consumi legati al riscaldamento e al raffrescamento. Nonostante lo scopo delle norme sul rendimento energetico sia quello di alleviare il carico ambientale imposto dal consumo di energia, l'efficacia delle stesse deve essere verificata, al fine di discernere se, ad un inasprimento delle norme, corrisponderà un maggiore risparmio energetico. Lo scopo di questa ricerca infatti è quello di fornire indicazioni sugli effetti delle norme di rendimento energetico sul consumo di energia per il riscaldamento e il raffrescamento e di chiarire il ruolo delle aspettative sulla qualità climatica da parte degli occupanti nel determinare tale efficacia. Confrontando i valori di varie simulazioni, si è cercato quindi di comprendere l'incidenza dei valori riportati nelle normative e se fosse utile attuare norme più severe riguardanti il rendimento energetico e di identificare i fattori che potrebbero portare gli occupanti a consumare più energia. Un aspetto inoltre importante di questo lavoro di ricerca è quello di far luce riguardo le notevoli discrepanze tra i valori previsti durante le simulazioni energetiche e quelli poi ricavati dai monitoraggi. Uno degli scopi di questa ricerca è quindi quello di porre l'accento sulla ancora troppo marginale attenzione che si rivolge all'interazione tra gli occupanti, l'edificio e gli impianti, ovvero una delle principali cause del divario che si riscontra nei risultati. Nella letteratura sono presentati numerosi esempi dove il divario tra i consumi energetici, a parità di condizioni, tra una famiglia e l'altra, può raggiungere anche il 200%. L'elenco delle variabili che possono incidere sul comportamento dell'occupante è piuttosto esteso e in questa tesi si proverà ad analizzarle, confrontandole con i risultati ottenuti dalla simulazione energetica, al fine di comprendere meglio il comportamento dell'utente. Lo studio della letteratura è, sotto questo punto di vista, propedeutico per la comprensione delle interazioni degli occupanti con l'ambiente in cui operano, con un'ovvia attenzione per la qualità interna dell'ambiente stesso. L'attenzione verrà poi concentrata sulle abitudini e i comportamenti strettamente legati all'ambiente climatizzato. Le interazioni da parte dell'occupante con i sistemi di controllo per il riscaldamento, con le variabili ad esso connesse, saranno un importante contorno a questo lavoro di tesi, che si concluderà con delle ipotesi sulle implicazioni che queste interazioni avranno sui consumi energetici dell'edificio. Un confronto fra i risultati dei calcoli tra varie tipologie di costruzioni, situate in diverse località geografiche, concluderà le simulazioni presenti in questo lavoro, dando un respiro più ampio possibile ai risultati della ricerca. L'intenzione è quella di illustrare come sia possibile, tramite l'implementazione di modelli predittivi che simulino l'influenza del fattore utente, il miglioramento delle normative vigenti e altre accortezze a livello progettuale, ottenere previsioni sempre più accurate e precise sui consumi energetici Abstract in italiano (PDF, 76kB - Creative Commons Attribution) Abstract in inglese (PDF, 73kB - Creative Commons Attribution)
Relatori:	Stefano Paolo Corgnati, Valentina Fabi
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	S Scienze e Scienze Applicate > SG Fisica U Urbanistica > UK Pianificazione urbana
Corso di laurea:	Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione)
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2698
Capitoli:	1 Introduzione 1.1 Contesto 1,1.1 L'effetto serra 1.1.2 II consumo energetico globale 1.1.3 Gli impegni internazionali 1.1.4 Le normative 1.2 Lo scopo della ricerca 2 Consumi previsti e consumi reali 2.1 Introduzione 2.2 L'Annex 53 2.3 Le differenze tra i risultati 2.4. La letteratura: risultati a confronto 2.4.1 Le principali grandezze monitorate 2.4.2 I principali metodi di indagine 3 Il comportamento degli occupanti 3.1 Drivers e action scenarios 3.2 In quale modo un utente può controllare l'ambiente interno? 3.3 Le forzanti per la regolazione delle temperature di set-point 3.3.1 Caratteristiche dell'edificio 3.3.2 Le variabili fisico-ambientali 3.3.3 Uso del termostato 3.3.4 Le forzanti psicologiche 3.3.5 Le forzanti fisiologiche 3.3.6 Le forzanti sociali 4 Le interazioni degli occupanti 4.1 I comportamenti dell'occupante 4.1.1 Termoregolazione o adattamento passivo del corpo 4.1.2 Adattamento attivo del corpo 4.1.3 Regolazione del clima dell'ambiente 4.1.4 Cambio di luogo 4.2 Il comportamento dell'occupante e i consumi energetici 4.3 La modifica del set-point 4.4 La modellazione del comportamento degli occupanti 5 Qualità ambientale interna 5.1 Fonti ed effetti dell'inquinamento interno negli edifici civili 5.1.1 Fonti 5.1.2 Tipi di inquinanti e loro effetti 5.1.3 Principali inquinanti presenti negli edifici per uso civile 5.1.4 Misurare la qualità dell'aria 5.2 Comfort 5.3 Categorie IEQ 5.4 Criteri per la progettazione 6 Un caso studio. Analisi su un progetto di architettura 6.1 Introduzione 6.2 Il progetto 6.3 Il calcolo energetico 6.3.1 Come vengono effettuate le simulazioni: IDA ICE 6.4 I parametri di input 6.4.1 Il clima 6.4.2 Le caratteristiche fisico-tecniche 6.4.3 Le caratteristiche dell'IEQ - i valori di input 7 Simulazione dei consumi energetici 7.1 Parte I - confronto fra diversi climi 7.1.1 Simulazioni sull'edificio esistente 7.1.2 Simulazioni sull'edificio di nuova progettazione 7.2 Parte II - applicazione delle normative nazionali 8 Conclusioni 9 Bibliografia
Bibliografia:	- Ashrae Standard 55P. Thermal Environmental Condition for h I. uman Occupancy. February 2003 - Andersen R.V., Occupant behaviour with regard to control of the indoor environment. Ph. D. Thesis, Technical University of Denmark; (May 2009). - Andersen R.V., Olesen BW, Toftum J. Long term monitoring of occupant behaviour and indoor environment in Danish dwelling. Submitted to "International Journal of Building and Environment”, May 2009. - Andersen R.V., Toftum J., Andersen K.K., Olesen B.W. Survey of occupant behaviour and control of indoor environment in Danish dwellings. Energy and Buildings 4-1 (2009) 11-16. - Blom I., Itard L., Meijer A. Environmental impact of building-related and user-related energy consumption in dwellings. Building and Environment (2011). - Bourgeois D. Detailed occupancy prediction, occupancy-sensing control and advanced behavioral modelling within whole-building energy simulation. Ph .D. Thesis, Faculté des études supérieures de l'Université Lavai, (June 2005). - Caldera M., Corgnati S.P., Filippi M. Energy demand for space heating through a statistical approach: application to residential buildings. Energy and Buildings 4.0 (2008) 1971-1983. - Corgnati S.P., Fabrizio E., Filippi M. The impact of indoor thermal conditions, System controls and building types on the building energy demand. Energy and Buildings 4.0 (2008) 627-636. - Corgnati S.P., Fabrizio E.,Raimondo D, Filippi M. Categories of indoor environmental quality and building energy demand for heating and cooling. Building simulation. June 2011.Vol.4..No.2 - EN 15251 (2008); Criteria for the Indoor Environment including thermal, indoor air quality, light and noise. European Standard. - EN 15603 (2007); Energy performance of buildings - Overall energy use and definition of energy ratings. - EPBD Building Platform (2008). Country Reports Status 1008. Brussels, Belgium. - Fabi V., Vinther Andersen R., Corgnati S.P. Modelling occupant behaviour for a better prediction of building energy performance. Accepted manuscript, Building simulation. Sydney 2011. - Faiers A., Cook M., Neame C. Towards a contemporary approach for understanding consumer behavior in the context of domestic energy use. Energy Policy 35- (2007) 4381-4390 - Filippìn C, Flores Larsen S, Beascochea A, Lesino G. Response of conventional and energy-saving buildings to design and human dependent factors. Solar Energy 78 (2005) 455-470 - Filippìn C, Flores Larsen S, Mercado V. Winter energy behavior in multi-family block buildings in a temperate-cold climate in Argentina. Renawable and Sustainable Energy Reviews 15- (2011) 203-119. - Guerra Santin O., Actual energy consumption in dwellings. The effect of energy performance regulations and occupant behaviour. Alblasserdam, Haveka, 2010. - Guerra Santin O., Itard L. Occupants' behaviour: determinants and effect on residential heating consumption. Building research and Information 38 (2010) 3, 318-338. - Guerra Santin O., Itard L, Visscher H. The effect of occupancy and building characteristics on energy use for space and water heating in Dutch residential stock. Energy and Building 4,1 (1009) 1223-1232. - Haas R., Auer H., Biermayr P. The impact of consumer behaviour on residential energy demand for space heating. Energy and Buildings 17 (1998) 198-205. - Haldi F., Robinson D. On thè behaviour and adaption of office occupants. Building and Environment 43 (2008) 2163-2177. - Hoes P, Hensen J., Loomans M., De Vries B., Bourgeois D. User behaviour in whole building simulation, Energy and Buildings 41 (2009), PP.295-302. - Howlett R., Jain L., Lee S. Sustainability in Energy and Buildings. Berlin, 2009. - Karjalainen S. Thermal comfort and use of thermostat in Finnish homes and offices. Building and Environment 44 (2009) 1237-1245. - Karjalainen S.,Why it is difficult to use a simple device: an analysis of a room thermostat. Computer Science 4550 (2007) 544-548. - Lindén AL, Carlsson-Kanyama A, Eriksson B. Efficient and inefficient aspect of residential energy behaviour: What are the policy instruments for change? - Masoso OT, Grobler LJ. The dark side of occupants' behaviours on building energy use. Energy and Buildings 42 (2010) 175 - 177. - Meier A, Aragon C, Hurwitz B, Mujumdar D, Peffer T, Perry D, Pritoni M. Lawrence Berkeley National Laboratory and University of California and California Institute for Energy and Environment. How people actually use thermostat. - Meier A., Aragon C, Peffer T., Perry D., Pritoni M. Usability of residential thermostats: preliminary investigations. Building and Environment 46 (2011) 1891-1898. - Mihalakakou G., Santamouris M., Tsangrassouliss A. On the energy consumption in residential buildings. Energy and Buildings 34 (2002) 727 - 736 - Nichol JF, Humpreys M.A. A stochastic approach to thermal comfort-occupant behaviour and Energy use in buildings. Ashrae Transactions 2004; 110(2):554-68 - Olesen B., The philosophy behind EN 15251: Indoor environmental criteria for design and calculation of energy performance of buildings. Energy and Buildings (2007), 740 - 749. - Ouyang J, Hokao K. Energy-saving potential by improving occupants' behaviour in urban residential sector in Hangzhou City, China. Energy and Buildings 41 (2009) 711-720. - Owens S, Driffìll L. How to change attitudes and behaviours in the context of energy. Energy Policy 36 (2008) 4412-4418. - Peeters L, Van der Veken J, Hens H, Helsen h, D'haeseleer W. Control of heating systems in residential buildings: Current practice. Energy and Buildings (2008) 1446-1455. - Pettersen Trine Dyrstad. Variation of energy consumption in dwellings due to climate, building and inhabitants. Energy and Buildings 21 (1994) 209-218. - K. Rathouse, B.Young, RPDH15: Use of domestic heating controls, Defra's Market Transformation Programme. - Rijal HB, Tuohy P, Humphreys MA, Nicol JF, Samuel A, Clarke J. Using r 50. Results from fields surveys to predict the effect of open window on thermal comfort and Energy use in buildings. Energy and Buildings 39 (2007) 823-836. - Roetzel A, Tsangrassoulis A, Dietrich U, Busching S. A review of occupant control on natural ventilation. Renewable and Sustainable Energy Review (2009). - Seligman C, J.M. Darly, L.J. Becker, Behavioral approaches to residential energy conservation, Energy and Buildings 1 (1977/78) 325-337 - Singh M.K., Mahapatra S., Atreya S.K. Adaptive thermal comfort model for different climatic zones of North-East India. Applied Energy 88 (2011) 2420-2428. - Thananchai L., Implementation of adaptive indoor comfort temperature control via embedded system for air-conditioning unit. Journal of Mechanical Science an Technology 26 (2012) 259-268 - Toftum J., Andersen R.V., Jensen K.L. Occupant performance and building energy consumption with different philosophies of determining acceptable thermal conditions. Building and Environment 44 (2009) 2009-2016.

Modifica (riservato agli operatori)