Confronto per gli edifici non residenziali

Ai paragrafi 2.2.6 3.3.4 sono stati presentati rispettivamente i risultati ottenuti con il modello dinamico dettagliato sviluppato in ambiente EnergyPlus e quelli ottenuti con il modello dinamico semplificato a Resistenza-Capacità sviluppato in ambiente MATLAB.

Di seguito sono indicati i risultati globali conseguiti:

Figura 32: Fabbisogno energetico invernale calcolato con i due modelli energetici

Ugo Bassi Vallisneri DIM Psico 1 Psico 2 CLA Geo DII DEI EnergyPlus 108 668 1013 171 127 88 208 846 223 RC 113 643 1163 171 134 84 204 781 222 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 MWh

Figura 33: Fabbisogno energetico sensibile estivo calcolato con i due modelli

Figura 34: Fabbisogno energetico latente estivo calcolato con i due modelli

Figura 35: Errore relativo del modello RC rispetto al modello dettagliato in ambiente EnergyPlus

Ugo Bassi Vallisneri DIM Psico 1 Psico 2 CLA Geo DII DEI EnergyPlus 58 798 254 152 158 191 260 251 110 RC 61 921 360 157 159 201 279 293 137 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 MWh

Fabbisogno energetico sensibile per il raffrescamento

Ugo Bassi Vallisneri DIM Psico 1 Psico 2 CLA Geo DII DEI EnergyPlus 53 273 205 78 77 98 131 159 60 RC 53 257 160 75 74 94 123 144 56 0 50 100 150 200 250 300 MWh

Fabbisogno energetico latente per il raffrescamento

-10% -5% 0% 5% 10% 15% 20%

Ugo Bassi Vallisneri DIM Psico 1 Psico 2 CLA Geo DII DEI TOTALE

Scostamento relativo

L’ultima tabella mostra gli scostamenti, in termini relativi, del fabbisogno risultante dal modello RC rispetto a quello riferito al modello in ambiente EnergyPlus. La natura del modello semplificato può portare ad errori più o meno rilevanti a seconda del caso, non potendo usufruire dello stesso grado di precisione del modello dettagliato. È importante, però, capire quali possano essere i motivi di tali scostamenti. Di seguito si cerca di darne una spiegazione considerando, edificio per edificio, le differenze tra i due modelli.

- Complesso Didattico Piovego: l’utilizzo del modello RC comporta un errore del 4% nella stagione di riscaldamento e del 2% nella stagione di raffrescamento (l’errore appare evidente solo nel calcolo del carico sensibile). Con il modello RC risulta che il volume riscaldato e l’area laterale totale, a causa della geometria semplificata, siano più grandi del 4% rispetto a quanto valutato in EnergyPlus. Questo implica una maggiore dispersione attraverso le pareti esterne e giustifica il fabbisogno invernale maggiore. L’elevato indice di ricambio orario per la ventilazione (2.2 h-1) spiega perché il carico latente sia molto simile tra i due modelli, nonostante, generalmente, venga sottostimato dal modello RC per via del fatto che, basandosi su un bilancio stazionario, non tiene conto dell’accumulo di vapore durante le ore precedenti.

- Complesso A. Vallisneri: errore pari al -4% nella stagione di riscaldamento e al 10% nella stagione di raffrescamento con il modello RC. La geometria di questo edificio è molto complessa. Molte zone, nel corso dell’anno, risultano in ombra in EnergyPlus a causa del mutuo effetto di ombreggiamento tra le pareti stesse dell’edificio. Questo effetto non viene considerato nel modello semplificato e, inevitabilmente, produce dei risultati leggermente diversi.

- Ex Complesso Dipartimentale di Ingegneria Meccanica: errore pari al 15% nella stagione di riscaldamento e al 13% nella stagione di raffrescamento. La particolare geometria di questo complesso, costituito da più edifici collegati tramite corridoi su più livelli, genera uno scostamento maggiore che per gli altri edifici del distretto.

- Psicologia 1: scostamento trascurabile nella stagione di riscaldamento e pari all’1% nella stagione estiva. Il volume riscaldato è lo stesso in entrambi i modelli ma l’area laterale disperdente è maggiore del 4% nel modello RC. La maggiore superficie disperdente, in questo caso, non produce un errore significativo a causa del buon isolamento termico delle strutture.

- Psicologia 2: scostamento del 6% nella stagione invernale e del -1% nella stagione estiva (errore trascurabile sul dato sensibile). L’area laterale disperdente risulta il 10% più

ampia nel modello RC e giustifica l’errore invernale. La mancanza di un errore estivo può avere origine dal diverso metodo di calcolo della capacità termica con i due modelli, il cui valore influenza la velocità con cui, in estate, la radiazione solare agisce sulle pareti. - Centro Linguistico di Ateneo: scostamento del -5% nella stagione di riscaldamento e del 2% nella stagione di raffrescamento. Nel modello RC l’area laterale disperdente risulta il 6% più ampia ma la radiazione solare attraverso gli elementi vetrati risulta maggiore. Il primo dato farebbe pensare ad un aumento del fabbisogno energetico invernale ma il secondo produce un effetto contrario. La combinazione dei due spiega il risultato conseguito.

- Dipartimento di Geoscienze: scostamento del -2% nella stagione invernale e del 3% nella stagione estiva. In questo caso la geometria semplificata del modello RC sottostima il volume riscaldato del 3% e l’area laterale disperdente del 10%. Questo implica una minore dispersione durante la stagione invernale e, al tempo stesso, un carico solare minore durante la stagione estiva che farebbe diminuire il fabbisogno energetico estivo. Lo scostamento estivo, quindi, più che dal carico solare, dipende dalla geometria. In EnergyPlus l’edificio presenta un piano interrato e due cavedi, elementi che non vengono considerati nel modello RC.

- Dipartimento di Ingegneria Industriale: errore del -8% nella stagione di riscaldamento e del 6% nella stagione di raffrescamento. L’area laterale disperdente è più piccola del 13% rispetto al modello in EnergyPlus, giustificando l’errore invernale. Inoltre, l’edificio, come altri, presenta una forma particolare, semplificata nel modello RC. - Dipartimento di Ingegneria Informatica: errore trascurabile nella stagione invernale e

pari al 14% nella stagione estiva. L’errore estivo dipende in particolar modo dalla geometria dell’edificio, costituito da tre corpi collegati tramite un corridoio al piano terra.

Il linea generale, osservando i grafici, si può notare che per ognuno degli edifici considerati si riscontra sempre una sovrastima del carico sensibile estivo e una sottostima del carico latente estivo. Il fatto che questo effetto sia comune a tutti gli edifici indica che il modello è stato applicato correttamente a ciascuno di essi. Inoltre, dall’analisi dei risultati si evince quanto sia importante l’input geometrico per la modellizzazione energetica. Gli edifici con forme particolari e complesse risultano quelli con il valore maggiore dello scostamento relativo.