Modellazione energetica degli edifici: analisi comparativa tra modello semi-stazionario, dinamico dettagliato e dinamico semplificato in conformità alla nuova UNI EN ISO 52016 = Building energy modeling: comparative Analysis between steady-state, detailed dynamic, and simplified dynamic models in compliance with the New UNI EN ISO 52016

Nell’ambito dell’approvazione della Direttiva Europea "Case Green", ha acquisito particolare interesse lo studio della nuova Norma UNI EN ISO 52016-1, che propone una nuova metodologia di calcolo dinamico orario semplificato per la valutazione del fabbisogno energetico degli edifici. Essa si sostituirà alla vecchia UNI EN 13790 sul calcolo semi-stazionario utilizzata ad oggi per le verifiche di legge nazionali tramite la UNI TS 11300-1 (Norma italiana che recepisce la UNI EN 13790). Nel seguente elaborato verranno presentati e chiariti i tre modelli per la simulazione energetica: semi-stazionario, dinamico semplificato e dinamico dettagliato, già utilizzato negli anni per analisi di elevata precisione ma non riconosciuto a livello normativo e non in linea con l’interesse rivolto al miglioramento dell’attività di standardizzazione dei calcoli. Nella prima parte della tesi verranno descritte nel dettaglio le tre metodologie di calcolo e verrà riportata la scelta dei software effettuata per la loro implementazione. Nella seconda parte dell’elaborato si prenderà in esempio un caso studio scelto in ambito ospedaliero, per valutare i fabbisogni energetici di un edificio particolarmente energivoro e mettere in luce le differenze tra le tre metodologie. Nel corso della trattazione verrà evidenziato il processo di modellazione effettuato per l’utilizzo della nuova metodologia di calcolo dinamico orario attraverso l’ausilio del software Edilclima che dà la possibilità di implementare sia il metodo semi- stazionario mensile, secondo la UNI/TS 11300, sia il metodo dinamico orario, descritto dalla nuova UNI EN ISO 52016-1; allo stesso modo, verrà riportato il modello sul software DesignBuilder che, tramite il motore di calcolo EnergyPlus, è ampiamente utilizzato ai fini dell’implementazione della modellazione dinamica dettagliata per il calcolo dei fabbisogni energetici degli edifici. Si prenderanno in esame diversi algoritmi di calcolo, al fine di valutare quale dovrebbe essere la scelta ottimale nelle impostazioni della simulazione dinamica. Nell’ultima parte della tesi verranno riportati i risultati di tre analisi: un’analisi comparativa tra i tre modelli di calcolo; un’analisi comparativa implementando più opzioni di calcolo (in termini di tipologie di algoritmi per gli scambi termici) nel caso di metodo dinamico dettagliato; un’analisi si sensibilità sulle variabili di influenza su ogni singolo modello. I risultati ottenuti mostreranno come, nel caso di modello dinamico dettagliato, la scelta di implementare diversi algoritmi di calcolo non porti a differenze consistenti negli output, sia per quanto riguarda i fabbisogni di energia per il riscaldamento, sia per quanto riguarda i consumi in raffrescamento. Al contrario, verranno messe in luce le differenze tra i risultati ottenuti da una simulazione dinamica dettagliata e quella semplificata della Norma. Si mostrerà come alcune forti semplificazioni introdotte da quest’ultima portino a discrepanze tra le tue metodologie.