INTRODUZIONE

Università degli Studi di Siena
Dottorato di ricerca a.a. 2005/2006
Ciclo XIX
Dottorato in
Scienze chimiche, indirizzo ambientale
(Dipartimento di Chimica)
Dottorando: Tommaso Sgaragli
Tutor: Prof. Riccardo Basosi
"Applicazione di tecniche di Energy Management
per la riduzione dei consumi energetici del Polo
Scientifico di S. Miniato in Siena."
INTRODUZIONE
Il presente progetto di ricerca ha come oggetto l’individuazione
delle criticità energetiche del polo scientifico universitario di S.
Miniato in Siena, e l’applicazione di tecniche di Energy
Management volte all’attenuazione di tali criticità e ad una
conseguente riduzione del fabbisogno energetico del complesso.
Il progetto è stato organizzato in tre principali fasi sequenziali:
la prima, di reperimento di dati di vario genere, in particolare
relativi ai consumi energetici del complesso, propedeutici allo
sviluppo delle fasi successive; la seconda, di natura analitica,
tesa all’interpretazione delle informazioni ricavate dal
completamento della prima fase; infine la terza, a carattere
propositivo, tesa alla definizione di possibili linee di mitigazione
delle criticità energetiche riscontrate nella seconda fase.
STRUTTURAZIONE DELLA PRIMA FASE
Nel primo anno di studio l’impegno maggiore è stato indirizzato
al completamento della prima fase del progetto, tesa alla
creazione di una base di dati consistente su cui supportare le fasi
di studio successive.
Il reperimento dei dati è stato organizzato avendo a riferimento
le due linee di sviluppo della successiva fase analitica: la
caratterizzazione del complesso scientifico dal punto di vista
edile e funzionale, e la sua caratterizzazione in termini
impiantistici e di consumi energetici.
La prima linea di sviluppo è tesa alla determinazione del
comportamento “passivo” delle strutture del complesso, ovvero
principalmente alla definizione della capacità di mantenere
condizioni termo-igrometriche confortevoli nei vari locali in
tutte le stagioni dell’anno, in relazione alla densità abitativa ed
alla frequenza d’uso di ciascuno di essi. Tale obiettivo ha
richiesto in primis l’analisi dei prospetti e delle planimetrie dei
diversi piani in cui si articola la struttura, messi a disposizione
dell’Ufficio Tecnico dell’Ateneo senese, nonché una serie di
sopralluoghi in loco volti alla verifica delle informazioni
contenute negli elaborati grafici ed al reperimento di
informazioni di dettaglio integrative. Già in questa
caratterizzazione iniziale è emersa immediatamente la
complessità del sistema, legata principalmente all’eterogeneità
ed all’articolazione dei locali da un punto di vista funzionale,
architettonico ed edile. Non si è ritenuto opportuno, effettuare la
caratterizzazione dei singoli locali; al contrario per ognuno dei
piani “abitati” (Piano Terra, Primo, Secondo e Terzo) sono state
delineate le caratteristiche tipo di alcune famiglie di locali, a
loro volta individuate in funzione della loro destinazione d’uso
(studio, laboratorio, aula per la didattica, area ricreativa o di uso
pubblico, area a specifica destinazione) e della loro collocazione
all’interno del complesso (posizione centrale o perimetrale,
esposizione a Nord o a Sud). Avvalendosi dell’ausilio di un
software applicativo della legge 10/91 si è proceduto alla
definizione del comportamento termico di ciascuno dei locali
“tipo” nella configurazione “invernale” ed in quella “estiva”, al
fine di individuare i locali con più alta dispersione energetica in
senso assoluto, nonché il rispetto dei requisiti di rendimento
energetico minimo di ciascuno di essi. A tal proposito è
opportuno precisare che il software utilizzato non è più bastante
alla certificazione energetica dei locali, dal momento che è stato
imperniato sulla base delle disposizioni contenute nella legge
10/91 e non tiene pertanto conto degli ulteriori sviluppi
normativi e delle conseguenti specifiche tecniche.
L’obiettivo ultimo di questa prima linea di sviluppo è la
creazione di due mappe della dispersione energetica del
complesso, una nella configurazione invernale ed una nella
configurazione estiva, in modo tale da avere con semplici
richiami cromatici la rappresentazione, seppur “statica”, del
comportamento energetico del complesso nei due periodi. Tali
mappe saranno poi la base di partenza della fase analitica del
progetto.
La seconda linea di sviluppo è stata invece imperniata sulla
ricerca ed elaborazione dei dati relativi ai consumi elettrici e
termici degli anni recenti (2004). Tali dati, oltre a rivelare le
variazioni temporali di ciascuna delle due tipologie di utilizzo
dell’energia messa a disposizione dalla rete e dall’impianto di
riscaldamento, e oltre a consentire l’individuazione di
progressioni stagionali di consumo (termici nella fase invernale)
o di picchi saltuari e concentrati (elettrici a luglio), sono stati
basilari per l’analisi dell’andamento temporale del rapporto
relativo tra i consumi elettrici e termici. Tale rapporto è infatti
significativo per la valutazione della potenziale applicabilità di
un sistema di approvvigionamento energetico di tipo
cogenerativo al posto della doppia alimentazione da caldaia e da
rete elettrica.
STATO DI AVANZAMENTO DELLA PRIMA FASE
Le difficoltà incontrate sono state molteplici e dovute in
particolare alle dimensioni del complesso scientifico, alla
parziale incompiutezza di alcuni lotti, ed alla dispersione delle
informazioni di partenza nei vari uffici delle amministrazioni
locali. Tali difficoltà non hanno reso ancora possibile l’epilogo
definitivo della prima fase del progetto, dal momento che ancora
è da concludere il processo di caratterizzazione del
comportamento energetico “passivo” dei locali “tipo” e quindi
anche la stesura delle due mappe conseguenti. Analogamente
l’analisi dei consumi termici ed elettrici ha consentito per il
momento solo considerazioni di carattere generale mentre
ancora non si è potuti valutare le specifiche esigenze di certe
porzioni del complesso rispetto ad altre. È tuttavia opportuno
evidenziare che, seppur il progetto sia stato concettualmente
impostato sull’organizzazione in tre fasi sequenziali, all’atto
pratico la prima e la seconda fase si fondono in un processo
reiterativo di approssimazioni successive, per cui la fase
analitica verrà portata avanti parallelamente alla prima fase e,
una volta effettuate le caratterizzazioni “attiva” e “passiva” del
comportamento energetico del complesso, anch’essa potrà
ritenersi conclusa.