Modellazione e simulazione energetica dinamica di un sistema "BACS ad elevate prestazioni" ai sensi della norma ISO 52120-1 : applicazione ad un caso pratico di un edificio ad uso uffici

With the proposed revision of the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD), the European Commission has developed a long-term strategy for the renovation of the European building stock, with the aim of promoting energy efficiency in buildings and the consequent reduction of greenhouse gas emissions. Active energy efficiency solutions occupy a prominent position within the strategy to reduce the primary energy consumption of the building stock, as the potential energy savings associated with their adoption is estimated at up to 20 percent in the residential sector and up to 30 percent in the non residential sector [1]. This thesis fits into this context, considering the energy-plant retrofit of a non residential office building, with the purpose of quantifying the energy saving achievable by installing an automatic management and control system for the technological systems installed in the building. Thus, the aim of this paper will be to model and simulate the energy behavior of an automation and control system for the building's technical systems that complies with the requirements of standard ISO 52120-1:2021. Following an analysis of the standard and the automation functions it introduces, the strategies for regulating, balancing, and managing the heating, cooling, and ventilation system implemented in the retrofit of the system, as well as lighting and solar shading, will be detailed, enabling the modeling of a "high performance" BACS Class A building-plant system of the building under analysis. The "detailed" calculation method defined by the standard will be applied, which involves performing a dynamic energy analysis with the aim of calculating the energy savings resulting from the automatic control actions, and then comparing and integrating the result obtained with that resulting from the application of the "simplified BACS factors" method.

Con la proposta di revisione della direttiva sul rendimento energetico nell’edilizia (EPBD – Energy Performance of Buildings Directive), la Commissione Europea ha elaborato una strategia di lungo termine per la ristrutturazione del parco immobiliare europeo, con lo scopo di promuovere l’efficienza energetica negli edifici e la conseguente riduzione di emissioni di gas a effetto serra. Le misure di efficienza energetica attiva occupano una posizione di rilievo all’interno della strategia di riduzione dei consumi di energia primaria del parco edilizio, poiché il potenziale risparmio energetico legato alla loro adozione viene stimato fino al 20% nel settore residenziale e fino al 30% nel settore non residenziale [1]. La presente tesi si inserisce proprio in questo contesto, considerando il retrofit energetico-impiantistico di un edificio non residenziale ad uso uffici, con l’obiettivo di quantificare il risparmio energetico ottenibile installando un sistema di gestione e controllo automatico degli impianti tecnologici al servizio dell’edificio. L’obiettivo di questo elaborato sarà dunque quello di modellare e simulare il comportamento dal punto di vista energetico di un sistema di automazione e controllo degli impianti tecnici dell’edificio conforme ai requisiti richiesti dalla norma ISO 52120-1:2021. A seguito di un’analisi della norma e delle funzioni di automazione che essa introduce, verranno dettagliate le strategie di regolazione, bilanciamento e gestione dell’impianto di riscaldamento, raffrescamento, ventilazione implementate nel retrofit dell’impianto, oltre che di illuminazione e schermature solari, che consentono di modellare un sistema edificio-impianto di classe BACS A “ad elevate prestazioni” dell’edificio oggetto di analisi. Sarà applicato il metodo di calcolo “dettagliato” definito dalla norma, che prevede di eseguire un’analisi energetica dinamica con il fine di calcolare il risparmio energetico derivante dalle azioni di regolazione automatica, per poi confrontare e integrare il risultato ottenuto con quello derivante dall’applicazione del metodo “semplificato dei fattori BACS”.