Due strade appaiono indivisibili e sono da perseguire. La prima riguarda in effetti il risparmio energetico che si deve tradurre attraverso edifici meno energivore, quali ad esempio, gli edifici ad energia quasi zero (nZEB) di nuova costruzione, e quelli esistenti che sono stati oggetti di adeguati interventi di coibentazioni e/o riqualificazione energetica. La seconda è naturalmente quella de\Y efficienza energetica che suppone un miglioramento continuo nell’utilizzo delle tecnologie e dei materiali ad oggi disponibili, si pensa al vero green building.

Per affrontare in maniera più globale e ugualmente con maggiore precisione le sfide energetiche, l’uso dello strumento di simulazione termoenergetica dinamica (STD) dai professionisti del settore edilizio si pone sempre più come un ottimo strumento al servizio della concezione energetica dell’edificio perché, guida le scelte architettoniche e tecnologiche e non solo, consente anche di verificare gli obiettivi prestabiliti in fase d'ideazione del progetto e stabilire una strategia ideale di rinnovamento dell’esistente.

In una prima parte del lavoro, tale strumento (Transient System Simulation program - TRNSYS) ha consentito di determinare quali sono i fabbisogni ambiente anno per il riscaldamento e il raffrescamento degli alloggi della manica a Sud di un complesso residenziale di nuova costruzione nella città di Cremona. I modelli di lavoro sono stati costruiti in modo da consentire un’analisi del comportamento termoenergetico su ciascun piano dell’edificio (e di conseguenza nei singoli alloggi), proprio per la loro distribuzione spaziale: il piano inferiore, intermedio e superiore.

Successivamente, sono stati individuati i parametri di progetto che sono delle variabili indipendenti e dipendenti (continue, discreti o entrambi) che rientrano nell’insieme delle scelte effettuate in fase d’ideazione riguardo all’involucro edilizio nonché al sistema impiantistico, le cui variazioni consentono di osservare diversi andamenti dei fabbisogni ambiente anno. I parametri fra loro dipendenti, come possono essere l’area della finestra e la profondità della loggia dell’ambiente attinente, sono stati vincolati mediante apposite equazioni matematiche affinché il requisito minimo di legge venisse sempre verificato, cioè, il fattore medio di luce diurna (FLDm) > 2%.

Inseguito, si è perseguito la linea dell’ottimizzazione, mediante lo strumento GenOpt (Generic Optimization Program), analizzando cosa significa ottimizzare in modo diverso però allo stesso scopo: in base ai consumi in energia primaria da una parte, e dall’altra, in base ai costi energetici. Si è formulato pertanto delle funzioni obiettivo che utilizzano algoritmi di tipo Particle Swarm Optimization (PSO): la prima funzione avendo scopo di minimizzare il consumo totale di ciascun piano, la seconda funzione invece quello di minimizzare le differenze di consumo fra gli alloggi dello stesso piano, e per finire la terza che vuol essere una funzione multi-obiettivo per la minimizzazione di entrambe le due prime funzioni e questo simultaneamente.

L’analisi dei risultati ottenuti con le diverse ottimizzazioni ha messo in evidenza i vantaggi e gli inconvenienti di una funzione obiettivo rispetto ad un’altra dal punto di vista del consumo globale e del miglioramento dell’uniformità fra i consumi degli alloggi, sia nel caso del consumo in energia primaria sia in quello dei costi energetici. Le variazioni osservate hanno consento di valutare diverse configurazioni progettuali, le cui differenze sono considerevoli a livello tecnologico e compositivo fin da modificare in prospetto l’architettura dell’edificio.

Nella ricerca del giusto compromesso fra gli obiettivi perseguiti, i vari confronti effettuati hanno permesso di individuare due scenari che si possono ritenere molto validi in quanto risultano essere quelli che hanno dati migliori risultati: l’ottimale energetico (OPTEP) e l’ottimale in costi (OPTc). Da queste due configurazioni progettuali si è andato da un lato a quantificare, in termini economici, quanto valgono le variazioni che si ottengono rispetto all’edificio reale perché rappresentano effettivamente il costo dell’energia che devono sostenere gli utenti degli appartamenti nel giro di un anno, dall’altro si cercato di vedere se tali variazioni portano ad un salto di classe energetica.