Modellazione e ottimizzazione del sistema edificio impianto per un nearly zero energy building

The increasing need of energy saving requirements imposed by international directives, environmental sustainability and costs saving lead to a thorough analysis of the energy consumption, CO2 emissions and costs of buildings and plant system. In the European Union the 40% of energy consumption is attributed to the buildings; moreover, Italy is16th in the ranking of the world’s country total CO2 emissions from fossil fuel (Carbon Dioxide Information Analysis Center, 2010). The topic of this thesis work is the energetic analysis of a new building. This building is a new department of Politecnico di Milano with offices, laboratories and classrooms. The goal of this work is to satisfy the requirements of 2010/31/EU European Directive and reach the “nearly zero-energy building” concept. The building-plant system has been analyzed as a single component in which all parts interact. In order to obtain the best value for comfort-energy saving, dynamic simulations have been performed using EnergyPlus. The project work starts from the analysis of an initial plant configuration and continues through an optimization process made with control strategies evaluation and different plant system configuration analysis.

Il risparmio energetico rappresenta una tematica sempre più rilevante e attuale considerando le odierne esigenze normative e la sempre crescente volontà e necessità di salvaguardare l’ambientale, senza contare la presente situazione economica. All’interno dell’Unione Europea gli edifici consumano il 40% di energia totale e l’Italia risulta essere il sedicesimo paese al mondo per emissione di CO2 derivante da fonte fossile secondo la classifica stilata dal Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) nel 2010. Di conseguenza risulta evidente come questo contesto necessiti di analisi approfondite sulla costruzione e organizzazione degli edifici in modo da poterli rendere meno energivori, riducendo le emissioni di CO2 e i costi che gli utenti finali devono sostenere durante la vita utile dell’immobile. Il presente lavoro di tesi ha come oggetto di studio un nuovo edificio universitario del Politecnico di Milano, destinato anche ad uso uffici, che verrà realizzato nel Campus Bovisa della medesima università. Questo elaborato consiste in uno studio preliminare di fattibilità del sistema edificio-impianto con l’obiettivo principale di soddisfare quei requisiti energetici di “nearly zero-energy building” imposti dalla Direttiva Europea 2010/31/UE illustrati e prefissati all’inizio del lavoro. Al fine di ottenere il miglior rapporto tra comfort e risparmio energetico, il sistema edificio-impianto è stato analizzato come un singolo elemento in cui tutte le sue parti interagiscono. Per raggiungere tale obiettivo sono state eseguite delle analisi termo-energetiche in regime dinamico utilizzando il programma di simulazione Energy Plus. Il lavoro svolto ha previsto un continuo processo di ottimizzazione di differenti configurazioni impiantistiche per giungere alla miglior soluzione che consente sia un risparmio energetico che un comfort interno ottimale.