Verso lo Zero Emission Building. Analisi e ottimizzazione del progetto degli impianti per un edificio del settore terziario. = Towards Zero Emission Buildings: System Design Analysis and Optimization for a Non-Residential Building

L’approvazione definitiva nel 2024 della revisione della Direttiva Europea sulla prestazione energetica degli edifici (EPBD), sottolinea la necessità di adottare strategie concrete per migliorare l’efficienza energetica e ridurre nel settore edilizio le emissioni al fine della mitigazione del cambiamento climatico. In linea con gli obiettivi del Green Deal Europeo, la nuova direttiva vincola l'obiettivo della decarbonizzazione del parco immobiliare europeo entro il 2050. Tra le novità principali, emerge l’introduzione del concetto di Zero Emission Building (ZEB), che sostituisce e supera il precedente Nearly Zero Energy Building (NZEB), che evidenzia il passaggio dall’efficienza energetica pura alla più ampia prospettiva della neutralità climatica e della sostenibilità ambientale. Alla luce delle nuove disposizioni, appare chiara la necessità di individuare soluzioni capaci di soddisfare gli obiettivi di decarbonizzazione o, quantomeno, ridurre in maniera significativa le emissioni di carbonio nel settore edilizio. In questo contesto, il presente lavoro di tesi si pone l’obiettivo di analizzare e comparare diverse alternative progettuali per un edificio a destinazione terziaria, dal punto di vista dei consumi e delle emissioni di CO2. Per far ciò, è stato perseguito il secondo obiettivo relativo alla creazione di un modello termoenergetico dinamico al fine di validarlo su edifici complessi ed utilizzarlo allo scopo della comparazione realistica tra alternative progettuali nel corso di simulazioni annuali, mediante lo strumento di calcolo EnergyPlus, impiegato attraverso l’interfaccia grafica di DesignBuilder. Il caso studio analizzato concerne un edificio destinato ad uffici, caratterizzato da un’importante estensione planimetrica e da un involucro quasi interamente vetrato, sul quale viene svolta un’analisi comparativa di differenti sistemi di generazione per impianti idronici simulati dinamicamente. Le soluzioni impiantistiche considerate per la produzione di acqua calda comprendono: caldaia a condensazione, pompa di calore aria-acqua, pompa di calore acqua-acqua, allaccio al teleriscaldamento. Per la produzione di acqua refrigerata sono stati considerati gruppi frigo aria-acqua e acqua-acqua, associati alle tecnologie sopracitate. Le analisi svolte evidenziano le risorse offerte dal software di simulazione, in grado di restituire risultati estremamente realistici grazie alla modellazione in regine dinamico, evidenziandone al contempo i limiti durante la fase di sviluppo del modello e l’estrazione di alcuni risultati. I risultati mostrano che nelle specifiche condizioni di progetto la soluzione migliore tenderebbe verso l'alternativa progettuale ad acqua.