Controlli avanzati per facciate a doppia pelle dinamiche = Advanced control for dynamic double skin façade

A seguito dei cambiamenti che hanno subito le politiche ambientali globali, in risposta al surriscaldamento globale, si è riscontrato un notevole incremento nello studio dell’efficienza per la riduzione dei consumi energetici. In particolare, molti di questi studi sono rivolti verso la riduzione del consumo energetico da parte del settore edilizio. L’obbiettivo del presente lavoro di tesi è incentrato sullo sviluppo di un modello di controllo avanzato per l’ottimizzazione delle performance energetiche e la sua implementazione in campo relativo al caso studio di una facciata a doppia pelle ad alta flessibilità. Si è dunque analizzata una Double Skin Façade (DSF), ovvero una facciata innovativa applicata sulla cella di prova del DENERG del Politecnico di Torino. La facciata a doppia pelle presenta due doppi vetri separati da una cavità d’aria, inoltre sono applicate delle prese d’aria apribili per mezzo di diversi attuatori. All’interno dell’intercapedine stessa, è collocata una tenda con un motore incorporato che permette il controllo e la regolazione dello scorrimento della tenda stessa e dell’inclinazione delle lamelle, nonchè la possibilità di controllare la velocità dell'aria. Dato l’elevato numero di configurazioni che la facciata è in grado di assumere, è necessario l’utilizzo di un controllore che sia in grado di determinare la miglior configurazione della facciata rispetto alle condizioni al contorno. Il modello utilizzato è stato costruito partendo dalle equazioni di bilancio energetico proposte dalla Normativa ISO 15099 per il calcolo delle caratteristiche di performance energetiche dei sistemi vetrati. Al fine di implementare il modello precedentemente sviluppato, si è visto necessario compiere una campagna sperimentale per la raccolta dei dati relativi alle diverse configurazioni della DSF. Successivamente sono stati utilizzati i dati raccolti per la calibrazione e la validazione del modello rispetto alle condizioni reali. Infine, si scelto di implementare il modello energetico della DSF in un sistema di controllo Model-Based, in modo da sfruttare il suo comportamento predittivo. Attraverso la modellizzazione dei flussi termici scambiati nella cella di prova, si è implementato il processo decisionale in modo da minimizzare i consumi energetici dell’impianto di riscaldamento e raffrescamento. Si è effettuato un confronto del controllo della facciata tra una simulazione di controllo Model-Based e una simulazione di controllo Rule-Based, questo confronto ha evidenziato come la prima tipologia di controllo permetta una maggiore ottimizzazione delle performance energetiche ed allo stesso tempo consenta di ottenere un effetto potenzialmente migliore dal punto di vista del comfort visivo.