Sistemi di valutazione energetica in regime dinamico e stazionario a confronto nella riqualificazione degli edifici esistenti nell'ambito dei programmi europei

Alla luce dell’urgente necessità di adempiere agli obiettivi europei al 2020, si ritiene importante valutare il comportamento energetico degli edifici attraverso differenti algoritmi di calcolo. I diversi software disponibili, sia in regime stazionario che in regime dinamico, presentano numerose disparità al loro interno e conseguentemente forniscono risultati differenti. L’elaborato di tesi si propone di analizzare tali divergenze e comprendere come esse influiscono sulla diagnosi energetica finale degli edifici. I progetti europei rappresentano un volano di interesse per soggetti pubblici e privati verso il tema dell’efficienza energetica e degli ambiti ad essa correlati. Fra questi troviamo il programma Central Europe, al quale il Comune di Bolzano, da sempre sensibile alle tematiche energetiche, ha aderito attraverso il progetto EPOurban. L’obiettivo principale del progetto consta nel miglioramento della competitività e capacità di attrazione di città e regioni, attuabile esclusivamente affrontando gli effetti negativi dei cambiamenti demografici e sociali sullo sviluppo urbano. Il mezzo per raggiungere questo traguardo è rappresentato dall’efficienza energetica, la quale costituisce il requisito sine-qua-non affinché le azioni possano concretizzarsi. Non si tratta solo di un imperativo ecologico ma una prerogativa affinché le città possano diventare attrattive, rispondendo alle nascenti problematiche sociali ed economiche in chiave sostenibile. Puntare sull’efficienza energetica degli edifici significa anche migliorare la qualità della vita dei cittadini, garantir loro una maggiore sicurezza e comfort, ad un costo gestionale inferiore. Risulta quindi strategico, nell’ottica di questo clima cooperazionale, avvalersi di opportuni sistemi di valutazione energetica delle prestazioni degli edifici.Nell’ambito del progetto europeo EPOurban sono stati selezionati diversi casi studio al fine di migliorarne il comportamento energetico, scegliendo attraverso criteri di eterogeneità nella tipologia edilizia e nell’esistenza o meno di vincoli architettonici di natura tutelativa. Usufruire di un parterre di studio vario permette di trasferire i risultati dal particolare, inerente alle singolarità dell’edificio, al generale. Dei venti edifici selezionati direttamente dal Comune di Bolzano e dal pool di consulenti si è condotto lo studio relativamente ad un caso studio: il Condominio Belvedere situato in Piazza Sernesi, 34, nel cuore del centro storico, sul quale pende un quadro vincolistico conservativo dell’involucro architettonico esteriore. Il secondo edificio analizzato, di proprietà comunale, non rientrato per questioni volumetriche nel progetto europeo Sinfonia, ma facente parte degli interventi di riqualificazione energetica presenti in agenda, in accordo con la strategia Klimaland 2015, è privo di quadro vincolistico restrittivo poiché realizzato negli anni Ottanta. Per entrambi gli edifici sono stati pensati scenari migliorativi atti ad aumentarne l’efficienza energetica, diminuirne i consumi e raggiungere classi prestazionali inferiori, conformemente alle prescrizioni legislative. Una prima valutazione, in ragione dei requisiti EPOurban, è stata condotta attraverso il software ProCasaClima 2013 che costituisce la lingua in territorio altoatesino con la quale si parla di efficienza energetica e di prestazioni degli immobili. In seguito all’analisi preliminare in regime stazionario si è voluto comparare tali risultati con il motore di calcolo dinamico EnergyPlus, universalmente considerato attendibile ed affidabile, usufruendo dell’applicativo per SketchUp BESTenergy, sviluppato dal Dipartimento BEST del Politecnico di Milano. L’accuratezza dei risultati ottenibili con EnergyPlus, infatti, si scontra la maggior parte delle volte con la difficoltà da parte dell’utente di approcciarsi ad un programma costituito da un format di input numerico. BESTenergy consente di coniugare un più intuitivo input grafico ad un complesso sistema di calcolo in regime dinamico. Allo scopo di comparare i risultati ottenuti mediante i due software, sono stati studiati tre profili d’utenza, caratterizzati da livelli di dettaglio crescente, con i quali eseguire i calcoli con BESTenergy. Questo procedimento è stato condotto sia per lo Stato di fatto, con l’obiettivo di comparare i consumi effettivi dell’edificio con i fabbisogni calcolati, sia per lo Scenario migliorativo per valutare gli effetti delle strategie d’intervento. Il primo profilo d’utenza ipotizzato, derivante dai valori medi indicati nella norma UNI-TS 11300:2008-1 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale, ha consentito un semi-allineamento tra i due software, nonostante i diversi presupposti e le differenti metodologie di calcolo, e la comprensione delle differenze di base dei due strumenti. Successivamente alla fase di taratura, è stato costituito un secondo profilo d’utenza, derivante dai valori dettagliati indicati dalla norma UNI-TS 11300:2008-1, riportanti la distinzione del comportamento dell’utenza nelle diverse fasce orarie della giornata. Tale profilo consente di comprendere gli effetti della variabilità nel tempo dei valori di input sugli output finali. Il riferimento per determinare l’andamento temporale è stata la UNI-TS 11300 ed in particolare i prospetti riguardanti i valori gestionali dettagliati. E’ stato realizzato, infine, un ultimo profilo derivato dall’utenza reale, reso possibile grazie a input dettagliati e fasce temporali rilevate in loco per ogni destinazione d’uso presente negli edifici, che ha consentito la comparazione dei valori di output con i consumi reali desunti dalle bollette energetiche. Questa operazione è stata possibile solamente per il condominio Belvedere per il quale sono stati resi disponibili tali dati. L’edificio collocato in via Similaun, invece, è stato utilizzato principalmente per poter valutare gli effetti generati da un corposo intervento edilizio sull’involucro, reso possibile solamente dall’assenza di vincoli. Alla luce dei risultati ottenuti è possibile affermare che variabilità dei dati climatici di partenza e diversità di algoritmo di calcolo, con il quale i due strumenti presi in esame eseguono la computazione, generano le differenze più significative apprezzabili tramite il dato di output. Per comprendere al meglio le disparità fra i metodi utilizzati si è analizzato il variare del dato di fabbisogno energetico per riscaldamento e di tutte le macro-voci influenzanti il bilancio energetico dell’edificio. In conclusione, un software di calcolo in regime stazionario, senza variabilità temporale, dati climatici medi mensili e algoritmi di calcolo semplificati, genererà valori che si discosteranno maggiormente da quelli effettivamente rilevati rispetto ad un software in regime dinamico che consente la variabilità temporale e gestionale a misura dell’edificio che si intende analizzare.