APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE

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1 PROGETTO ERRE UN APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA STRUTTURALE ED IMPIANTISTICA

2 APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE Per approccio integrato alla progettazione intendiamo: l analisi degli aspetti che influiscono sull efficienza complessiva dell organismo edilizio (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 utilizzo delle tecniche ih di simulazione i energetica dinamica i che consentono di valutare l interazione reciproca di una molteplicità di aspetti: clima, ombreggiamenti, edificio e impianti l utilizzo delle tecniche di ottimizzazione per l individuazionedelle delle più vantaggiose soluzioni progettuali tramite confronti tra varie alternative, sulla base di indici energetici, economici e ambientali. Progettazione Architettonica PRO OGETTAZ ZIONE IN NTEGRA ATA IL PROCESSO DI PROGETTAZIONE DEVE ESSERE CIRCOLARE ED INTERATTIVO, QUINDI UN LAVORO DI TEAM. Analisi Energetica Progettazione Strutturale Progettazione Impiantistica

3 APPROCCIO INTEGRATO ALLA PROGETTAZIONE EDIFICI NUOVI EDIFICI ESISTENTI DIAGNOSI ENERGETICA PROGETTAZIONE INTEGRATA E FORMULAZIONE IPOTESI PROGETTUALI PROCEDURA OTTIMIZZAZIONE PRO OGETTAZ ZIONE IN NTEGRA ATA VERIFICHE FINALI DA NORMATIVA (MC4, ECC.) INDIVIDUAZIONE DELLE MIGLIORI SOLUZIONI PROGETTUALI

4 OBIETTIVI DELLA PROCEDURA PROCEDURA Ricerca di soluzioni progettuali che rispondano simultaneamente a differenti obiettivi Valutazioni economiche a lungo termine considerando l'intera vita dell'edificio: costo iniziale, costi di gestione e manutenzione Efficienza i 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) Promozione e divulgazione di una coscienza energetico ambientale PRO OGETTAZ ZIONE IN NTEGRA ATA

5 Da ERRE a PROCEDURA INFORMATIZZATA

6 PROCEDURA CREAZIONE DEL MODELLO ENERGETICO OTTIMIZZAZIONE PROC EDURA INFORMATIZZA ATA ANALISI MULTICRITERIALE DEI RISULTATI

7 CREAZIONE DEL MODELLO Dati iniziali 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 profili di occupazione dell edificio PROC EDURA INFORM MATIZZA ATA CREAZIONE DEL MODELLO INIZIALE

8 CREAZIONE DEL MODELLO EnergyPlus È un programma di simulazione dinamica open source sviluppato dal Dipartimento per l Energia degli Stati Uniti d America DOE Department of Energy. Permette la determinazione di: fabbisogno energetico per il riscaldamento fabbisognoenergeticoper il raffrescamento fabbisogno per illuminazione fabbisogno per ventilazione valutazioni iilluminotecniche i i (daylighting) comfort termo igrometrico ecc. PROC EDURA INFORM MATIZZA ATA La sua interfaccia non è user friendly, infatti EnergyPlus legge in ingresso e scrive in uscita dei file di testo. Pertanto 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

9 CREAZIONE DEL MODELLO Parametri geometrici SOFTWARE Google SketchUp + OpenStudio PROC EDURA INFORM MATIZZATA

10 CREAZIONE DEL MODELLO Zone termiche PIANO TERRA PROC Zona riscaldata Zona riscaldata Zona non riscaldata EDURA INFORM MATIZZA ATA Zona non riscaldata PIANO SEMINTERRATO

11 CREAZIONE DEL MODELLO Definizione degli elementi tecnici MATERIALI E CARATTERISTICHE TERMO FISICHE Rugosità Spessore Conduttività Peso specifico Calore specifico STRATIGRAFIA DEGLI ELEMENTI TECNICI PROC EDURA INFORM MATIZZATA

12 CREAZIONE DEL MODELLO Apporti interni OCCUPAZIONE: valutazione del numero di occupanti e dei profili di occupazione (schedule) ILLUMINAZIONE: definizione dei carichi di illuminazione e dei profili di accensione PROC ATTREZZATURE: determinazione della tipologia degli apparecchi che forniscono carichi energetici gratuiti (computers, strumentazioni, macchinari, ecc.) e dei profili di funzionamento ILLUMINAZIONE PERSONE EDURA INFORM MATIZZATA PC

13 CREAZIONE DEL MODELLO Impianto 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 PROC EDURA INFORM MATIZZATA

14 RISULTATI INPUT e OUTPUT INPUT Dati Climatici Temperatura Velocità del vento Radiazione solare Umidità Ecc. OUTPUT Energia primaria Fabbisogni Carichi interni Dati climatici interni Ecc. PROC EDURA INFORM MATIZZATA

15 VALUTAZIONI DELLE IPOTESI PROGETTUALI 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 SOSTITUZIONE Legno 4/16/4 3x3= 9 SERRAMENTI Alluminio 4/12/4/12/4 EDIFICIO INIZIALE ISOLAMENTO ESTERNO IN EPS ISOLAMENTO ESTERNO IN EPS + SOSTITUZIONE SERRAMENTI SPESSORE da 8 a 20 cm (+ 1 cm) SPESSORE da 8 a 20 cm (+1 cm) Pvc TELAIO Legno Alluminio 44.1/15/33.1 / VETRO 4/16/4 4/12/4/12/4 Pvc 44.1/15/33.1 / MODELLI 13 MODELLI 9x13= 117 PROC EDURA INFORM MATIZZA ATA MODELLI TOTALI 139

16 PROCEDURA CREAZIONE DEL MODELLO ENERGETICO OTTIMIZZAZIONE PROC EDURA INFORMATIZZA ATA ANALISI MULTICRITERIALE DEI RISULTATI

17 PROBLEMA DI OTTIMIZZAZIONE 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 PROC EDURA INFORM MATIZZA ATA 3. Algoritmi che usano o NON usano il GRADIENTE. 4. Possibilità di gestire variabili misurabili (continue / discrete) e/o di categoria.

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