Presentazione R04
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PROGETTO ERRE UN APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA STRUTTURALE ED IMPIANTISTICA Per approccio integrato alla progettazione intendiamo: • • • l’analisi degli aspetti che influiscono sull’efficienza complessiva dell’organismo edilizio g p p g (ovvero forma, orientamento, articolazione, materiali, impianti tecnologici) tramite il coinvolgimento delle figure tecniche competenti (architetti, strutturisti e impiantisti) fin dalle prime fasi della progettazione; l’ ili d ll i h di i l i i di i h di l l’utilizzo delle tecniche di simulazione energetica dinamica che consentono di valutare l’interazione reciproca di una molteplicità di aspetti: clima, ombreggiamenti, edificio e impianti ll’utilizzo utilizzo delle tecniche di ottimizzazione delle tecniche di ottimizzazione per l per l’individuazione individuazione delle più vantaggiose delle più vantaggiose soluzioni progettuali tramite confronti tra varie alternative, sulla base di indici energetici, economici e ambientali. Progettazione Architettonica IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DEVE ESSERE CIRCOLARE ED INTERATTIVO, , QUINDI UN LAVORO DI TEAM. Analisi Energetica Progettazione Strutturale Progettazione P tt i Impiantistica PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA PRO OGETTAZZIONE IN NTEGRA ATA APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE EDIFICI NUOVI EDIFICI ESISTENTI DIAGNOSI ENERGETICA PROGETTAZIONE INTEGRATA INTEGRATA E FORMULAZIONE IPOTESI PROGETTUALI PROCEDURA R04 OTTIMIZZAZIONE R04 VERIFICHE FINALI DA NORMATIVA (MC4, ECC.) INDIVIDUAZIONE DELLE MIGLIORI SOLUZIONI PROGETTUALI PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA PRO OGETTAZZIONE IN NTEGRA ATA APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE • Ricerca di soluzioni progettuali che rispondano simultaneamente a differenti obiettivi PROCEDURA PROCEDURA R04 – Valutazioni economiche a lungo termine considerando l'intera vita dell'edificio: costo iniziale, costi di gestione e manutenzione i ti – Effi Efficienza energetica – Rispetto ambientale – Valutazione del comfort termo‐igrometrico • Progettazione e valutazione delle prestazioni energetiche del sistema edificio‐impianto con software di simulazione dinamica • Possibilità di calibrare la valutazione sulla base delle aspettative del committente e del progettista (analisi multicriteriale con pesi variabili) i bili) • Promozione e divulgazione di una coscienza energetico‐ambientale PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA NTEGRA ATA PRO OGETTAZZIONE IN OBIETTIVI DELLA PROCEDURA R04 PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM Da ERRE a R04 CREAZIONE DEL MODELLO ENERGETICO OTTIMIZZAZIONE ANALISI MULTICRITERIALE DEI RISULTATI PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA R04 ‐ PROCEDURA INFORM MATIZZA ATA PROCEDURA R04 DEFINIZIONE DELLE IPOTESI PROGETTUALI ‐ EDIFICI NUOVI ed ESISTENTI Definizione delle ipotesi progettuali: • Analisi dell’ambiente e delle potenziali risorse bioclimatiche • Configurazione spaziale • forma • orientamento • ecc. • Determinazione dei vincoli • urbanistici • destinazioni d’uso • richieste del committente • ecc. • Definizione dei potenziali elementi tecnici, della stratigrafia e delle proprietà termo‐fisiche dei materiali componenti, nonché dei costi di installazione • Definizione delle potenziali soluzioni impiantistiche Definizione dei periodi di funzionamento degli impianti • Definizione dei periodi di funzionamento degli impianti • Definizione dei profili di occupazione dell’edificio CREAZIONE DEL MODELLO INIZIALE PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA R04 ‐ PROCEDURA INFORM MATIZZA ATA CREAZIONE DEL MODELLO ‐ Dati iniziali ÈÈ un programma di simulazione dinamica open source sviluppato dal Dipartimento per l’Energia degli Stati Uniti d’America – DOE Department of Energy. http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/ Permette la determinazione di: • fabbisogno energetico per il riscaldamento fabbisogno energetico per il per il raffrescamento • fabbisogno energetico • fabbisogno per illuminazione • fabbisogno per ventilazione • valutazioni illuminotecniche l t i i ill i t i h (daylighting) (d li hti ) • comfort termo‐igrometrico • ecc. La sua interfaccia non è “user‐friendly”, infatti EnergyPlus legge in ingresso e scrive in uscita dei file di file di testo. Pertanto testo. Pertanto per costruire per costruire il modello geometrico si utilizzano delle interfacce grafiche (Google SketchUp e OpenStudio, DesignBuilder, MC4 Suite, ecc.) GOOGLE SKETCHUP + OPENSTUDIO MODELLO GEOMETRICO ENERGYPLUS MODELLO ENERGETICO PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM CREAZIONE DEL MODELLO ‐ EnergyPlus SOFTWARE Google SketchUp + OpenStudio PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA R04 ‐ PROCEDURA INFORM MATIZZA ATA CREAZIONE DEL MODELLO – Parametri geometrici PIANO TERRA Zona riscaldata Zona riscaldata Zona non riscaldata PIANO SEMINTERRATO PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA Zona non riscaldata MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM CREAZIONE DEL MODELLO – Zone termiche MATERIALI E CARATTERISTICHE TERMO‐FISICHE • • • • • STRATIGRAFIA DEGLI ELEMENTI TECNICI Rugosità Spessore Conduttività Peso specifico Calore specifico PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MATIZZA R04 ‐ PROCEDURA INFORM ATA CREAZIONE DEL MODELLO – Definizione degli elementi tecnici OCCUPAZIONE: valutazione del numero di occupanti e dei profili di occupazione (schedule) ILLUMINAZIONE: definizione dei carichi di illuminazione e dei profili di accensione ATTREZZATURE: determinazione della tipologia degli apparecchi che forniscono carichi energetici gratuiti (computers, strumentazioni, macchinari, ecc.) e dei profili di ffunzionamento i t ILLUMINAZIONE PERSONE PC PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM CREAZIONE DEL MODELLO – Apporti interni EnergyPlus consente di inserire modelli preimpostati di impianti. I componenti inserti sono: • • • • • • • HVACTemplate:Thermostat HVACTemplate:Zone:FanCoil HVACTemplate:Plant:Boiler HVACTemplate:Plant:Chiller HVACTemplate:Plant:Tower HVACTemplate:Plant:HotWaterLoop HVACTemplate:Plant:ChilledWaterLoop PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM CREAZIONE DEL MODELLO ‐ Impianto INPUT ‐ Dati Climatici Temperatura Velocità del vento Radiazione solare Umidità Ecc. OUTPUT Energia primaria Fabbisogni Carichi interni Dati climatici interni Ecc Ecc. PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM RISULTATI ‐ INPUT e OUTPUT Se dovessimo analizzare le migliorie progettuali senza una procedura informatizzata e volessimo confrontare innumerevoli ipotesi dovremmo affrontare un’enorme mole di lavoro. Esempio: TELAIO VETRO MODELLI • Legno • 4/16/4 SOSTITUZIONE 3x3= 9 • Alluminio • 4/12/4/12/4 SERRAMENTI / / • 44.1/15/33.1 • Pvc EDIFICIO INIZIALE ISOLAMENTO ESTERNO IN EPS ESTERNO IN EPS ISOLAMENTO ISOLAMENTO ESTERNO IN EPS + SOSTITUZIONE SERRAMENTI SPESSORE da 8 a 20 cm (+ 1 cm) SPESSORE da 8 a 20 cm (+1 cm) MODELLI 13 TELAIO • Legno • Alluminio • Pvc VETRO • 4/16/4 • 4/12/4/12/4 • 44.1/15/33.1 / / MODELLI TOTALI O O PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA MODELLI 9x13= 117 139 MATIZZA ATA R04 ‐ PROCEDURA INFORM VALUTAZIONI DELLE IPOTESI PROGETTUALI CREAZIONE DEL MODELLO ENERGETICO OTTIMIZZAZIONE ANALISI MULTICRITERIALE DEI RISULTATI PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA R04 ‐ PROCEDURA INFORM MATIZZA ATA PROCEDURA R04 IL PROCESSO DI OTTIMIZZAZIONE IN TERMINI MATEMATICI PUÒ ESSERE ESPRESSO COME LA RICERCA DEL MASSIMO O DEL MINIMO DI UNA O PIÙ FUNZIONI. SCELTA DELL'ALGORITMO DI OTTIMIZZAZIONE ‐ Esistono diverse tipologie di algoritmi di ottimizzazione, ognuno con le proprie caratteristiche e quindi adatti a specifiche tipologie di ottimizzazione. 1. Numero di funzioni obiettivo che si intendono valutare: Algoritmi MONO e MULTI OBIETTIVO 2. Caratteristiche di un algoritmo di ottimizzazione: ROBUSTEZZA ACCURATEZZA VELOCITA' DI CONVERGENZA 3. Algoritmi che usano o NON usano il GRADIENTE. 4. Possibilità di gestire variabili misurabili (continue / discrete) e/o di categoria. PROGETTAZIONE INTEGRATA PER L’EFFICIENZA ENERGETICA R04 ‐ PROCEDURA INFORM MATIZZA ATA PROBLEMA DI OTTIMIZZAZIONE
