Sviluppo di una metodologia di analisi energetica a livello di insedismento residenziale

The following thesis has been carried out in eight months stay in Barcelona at Aiguasol , an engineering that deals with energy efficiency and renewable energy. It is part of a research project born from the need to find a new method of energy analysis of buildings in a district. The subject is of current interest, due to the increased demand for labor in this field. The current methodology involves the following steps: analysis of district and definition of building types; building types multi-zone modeling and dynamic simulation with TRNSYS; calculating the energy demand of the district from that of the building types. The research aims to improve the lacking aspects of this methodology: the lack of a tool that could transfer geometrical data to the dynamic simulation tool; the time required for the analysis of the district; the need to increase the number of building types due to the increasing of the geometric complexity of buildings in the district; the complexity of multi-zone modeling of buildings; the simplification result of global demand in the district due to the modeling methodology. The thesis includes the following phases: using Sketch-Up plugin for importing the entire district geometric data in TRNBuild; visual analysis of the shadows with Sketch-Up and shading mask calculation with Ecotect; use of shading mask in TRNSYS to consider the effect of shading on the facades; simplification of multi-zone model with the unizone model; reliability analysis of unizone modeling towards multi-zone modeling, according to various parameters; identification of the field of reliability of the unizone model and creation of tables with correction factors for estimating energy demand according to the considered parameters; application to a real case, where every building is simulated with TRNSYS, with the unizone model; study of ' reliability of the use of shadows types in the district analysis. The final product of the thesis consists of: tables with correction factors to apply to the demand obtained with the unizone model for residential buildings, according to certain parameters; the step by step description of the methodology for import geometric data in TRNBuild with the Sketch-Up plugin; the step by step description of the methodology of calculation of shading factors for each facade of a building, with Ecotect.

La seguente tesi è stata svolta in otto mesi di permanenza a Barcellona, presso Aiguasol , un’impresa di ingegneria che si occupa di efficienza energetica ed energia rinnovabile. Essa si inserisce in un progetto di ricerca nato dalla necessità di individuare una metodologia strutturata e affidabile di analisi energetica degli edifici di un quartiere, a fronte dell’aumento della richiesta di lavoro in questo ambito. La metodologia attuale prevede le seguenti fasi: analisi del quartiere e definizione degli edifici tipo; modellazione multizona e simulazione dinamica con TRNsys degli edifici tipo; calcolo della domanda energetica del quartiere a partire da quella degli edifici tipo. La ricerca si orienta sugli aspetti carenti di questa metodologia: la mancanza di uno strumento di trasferimento dei dati geometrici del progetto allo strumento di simulazione dinamica; l’aumento dei tempi complessivi dovuti a quello richiesto per l’analisi del quartiere; la necessità di aumentare il numero di edifici tipo quando aumenta la complessità geometrica degli edifici; la complessità della modellazione multizona degli edifici; la semplificazione nel risultato della domanda globale del quartiere dovuta alla modellazione di edifici tipo. Le fasi in cui si sviluppa la tesi sono: utilizzo del plugin di Sketch-Up per l’importazione dei dati geometrici dell’intero quartiere in TRNBuild; analisi visiva delle ombre con Sketch-Up e calcolo delle shading mask con Ecotect; utilizzo delle shading mask in TRNsys per considerare l’effetto dell’ombreggiamento sulle facciate; semplificazione del modello multizona con quello monozona; analisi dell’affidabilità della modellazione monozona rispetto a quella multizona, in funzione di diversi parametri; individuazione del campo di affidabilità del modello monozona e realizzazione di tabelle con fattori correttivi per la stima della domanda energetica in funzione dei parametri considerati; applicazione ad un caso reale, dove ogni edificio è simulato, con TRNsys, secondo il modello monozona; studio dell’affidabilità dell’utilizzo di ombre tipo nell’analisi del quartiere. Il prodotto finale della tesi è costituito da: tabelle con i fattori correttivi da applicare alla domanda ottenuta con il modello monozona per edifici ad uso residenziale, in funzione di alcuni parametri; la descrizione passo passo della metodologia di importazione dei dati geometrici in TRNBuild con il plugin di Sketch-Up; la descrizione passo passo della metodologia di calcolo dei fattori di ombreggiamento per ogni facciata di un edificio, con Ecotect.