Modellazione dinamica, risultati e utilità

COSA PERMETTE DI VALUTARE E IN CHE MODO PUÒ COSTITUIRE UNO STRUMENTO PREZIOSO PER IL PROFESSIONISTA 

Torniamo a parlare di Modellazione Energetica Dinamica e delle potenzialità di questo potentissimo strumento al servizio del professionista, focalizzandoci in particolare sui risultati e sugli output che una simulazione dinamica fornisce al progettista per guidarlo nelle scelte progettuali, in ogni fase del lavoro. 

Realizzare una modellazione dinamica non è semplice, sia perché necessita di numerosi e multidisciplinari dati diinput,  sia perché tale simulazione fornisce un ventaglio di output talmente ampio che possono disorientare il progettista, prima ancora che guidarlo. Serve infatti pratica e confidenza con il mondo della modellazione dinamica per interpretare tutte le informazioni e i risultati forniti dalla valutazione e ricavarne le soluzioni ideali. In sostanza, se affidata a un gruppo di professionisti in grado di padroneggiarla, la modellazione dinamica è uno strumento utilissimo e molto potente, che può aiutare il progettista a raggiungere l’eccellenza nel campo dell’efficienza.

La Modellazione Energetica Dinamica è la riproduzione del comportamento di un edificio attraverso un modello di calcolo che ne simuli il comportamento ora per ora, in modo dinamico appunto. I tecnici specializzati possono prevedere, attraverso questa simulazione, il comportamento di un edificio e dei suoi consumi nel tempo, al variare di molteplici variabili quali ad esempio le condizioni di utilizzo e le condizioni climatiche. 

La modellazione dinamica si può dividere in 3 macro fasi:

• la modellazione dell’involucro;
• la caratterizzazione delle zone termiche;
• la modellazione del sistema impianto.

Ciascuna di queste tre fasi consente di analizzare e prevedere le prestazioni di singoli aspetti del sistema edificio-impianto, e richiede approcci diversi da parte di tecnici specializzati in diversi campi.

Quanto più sarà dettagliata la definizione di queste lavorazioni, tanto più approfonditi saranno gli output e tanto più delicata e sensibile sarà l’interpretazione dei risultati in uscita.

I risultati devono essere precisi, validati e controllati, poiché ogni decisione successiva del team di progettisti dovrebbe dipendere da quanto emerso durante il processo di modellazione dinamica.

La modellazione dinamica può essere realizzata in diverse fasi dell’iter di costruzione di un edificio:

• in fase di analisi preliminare;
• in parallelo e ad integrazione della progettazione;
• come strumento di verifica della progettazione;
• come strumento di verifica della esecuzione dei lavori;
• all’interno di certificazioni volontarie come LEED e BREEAM;
• come strumento di analisi e diagnosi dell’edificato.

In ciascuna fase la modellazione dinamica ha una sua specifica utilità, ma alcuni momenti si prestano più di altri e danno la possibilità di far emergere risultati e previsioni dettagliate del comportamento dell’edificio che ne possono condizionare le scelte progettuali, o costruttive o ancora di gestione.

Sicuramente la modellazione dinamica all’interno di una progettazione integrata può dispiegare le sue maggiori forze, poiché consente la verifica delle scelte prese in corso d’opera, consentendo di intercettarne le possibili criticità per intervenire in tempo reale e migliorare l’edificio. La stessa simulazione, condotta alla fine di un processo, può sicuramente individuare la presenza e la minore o maggiore entità delle stesse problematiche, ma a quel punto risulta meno immediato e più oneroso intervenire.

Come molteplici e multidisciplinari sono i dati di input da fornire per un’accurata analisi delle prestazioni energetiche dell’edificio in regime dinamico, numerosi e molto variegati possono essere anche gli output e i risultati restituiti dalla simulazione, che svolgono un ruolo chiave anche nel supportare il team di progettazione o di Direzione dei Lavori nelle sue scelte.  Ne citiamo alcuni: 

• Risultati in campo edilizio:
  • verificare l’adeguatezza dei pacchetti costituenti le divisioni orizzontali e verticali, e in caso di inefficienze o di prestazioni troppo , consentire una loro rivisitazione al fine di raggiungere il migliore equilibrio in termini di costi-benefici;
  • verificare le condizioni attese di illuminazione naturale degli ambienti e guidare una loro efficace progettazione;
  • verificare le condizioni di salubrità e di confort degli ambienti interni;
  • consentire la verifica dell’efficienza dell’elemento finestrato e/o la scelta del più indicato al caso di studio.
• Risultati in campo termotecnico e impiantistico:
  • Verificare i flussi di energia interni agli ambienti e attraverso gli impianti meccanici e, se presenti, identificare le criticità sulle quali intervenire;
  • Dimensionare in modo ottimale il sistema impianto: generazione, accumulo, distribuzione, regolazione e terminali ambiente;
  • Identificare le modalità per una corretta gestione dell’impianto;
  • Validare il sistema impianto individuato in fase di progetto e identificarne la modalità di utilizzo più efficace in funzione del comfort e dei consumi;
  • Prevedere, analizzare e monitorare i consumi dell’edificio.
• Risultati in campo elettrico:
  • Validare l’efficienza dei sistemi di illuminazione artificiale e/o perfezionarne la progettazione;
  • Validare e/o progettare l’efficacia della gestione del sistema luminoso e dell’impianto;
  • Verificare le prestazioni attese dai sistemi di generazione di energia elettrica, come fotovoltaico, solare, eolico e/o loro perfezionamento.

• Risultati in campo architettonico:
  • Identificare le criticità riguardanti la geometria, i nodi ed il sistema costruttivo;
  • Verificare le prestazioni attese dai materiali scelti e/o simulazione delle opportunità fornite da diversi scenari;
  • Valutare la qualità degli ambienti interni attraverso una analisi del comfort interno;
  • Valutare e/o progettare le schermature solari sull’involucro esterno, anche riguardanti l’arredo esterno all’edificio. 

Come si intuisce dalla molteplicità e dalla varietà dei risultati ottenibili, effettuare la modellazione dinamica di un edificio può costituire un valido strumento di supporto per una progettazione ottimale, in quanto dalla simulazione si ottengono una quantità significativa di dati in grado di prevedere l’andamento della costruzione e dei suoi consumi nel tempo, con la possibilità di agire fin dall’inizio per migliorarne le prestazioni.

Ad oggi, l’uso della simulazione energetica in regime dinamico sta iniziando a diffondersi tra i progettisti più evoluti, pur restando ancora a tutti gli effetti un servizi “di nicchia”. Questa relativamente scarsa diffusione della modellazione energetica dinamica può sembrare un limite, anche per la difficoltà di reperire tecnici specializzati in grado di fornire questo servizio a costi accessibili, ma allo stesso tempo è anche un vantaggio: i committenti e gli studi di progettazione che scelgono di avvalersi di questo strumento hanno sicuramente un vantaggio competitivo sui loro concorrenti, e la modellazione dinamica può risultare l’elemento in più rispetto ad una buona progettazione tradizionale.

Concludiamo ribadendo che la mole di dati in input che la modellazione dinamica richiede per una simulazione il più possibile efficace è notevole, così come notevole è la quantità di output forniti. Questa grande quantità di dati in entrata come in uscita spazia inoltre in varie discipline: la termica, la fisica tecnica, l’architettura, l’edilizia, l’illuminotecnica, l’elettrica.

La condizione ideale per svolgere una corretta Modellazione Energetica Dinamica è di portarla avanti sin dalle fasi iniziali della progettazione preliminare, e di riuscire a coinvolgere e a far lavorare in una vera progettazione integrata tecnici specializzati in ambiti diversi. Fondamentale è poi incaricare della modellazione vera e propria un tecnico specializzato che sia in grado di convogliare i tanti input ricevuti in un modello efficace e di interpretare e valutare in modo critico i risultati forniti dalla simulazione.