Vantaggi del calcolo dinamico orario UNI EN ISO 52016

Una delle tante domande ricorrenti che ci vengono poste ai seminari ed all’assistenza tecnica è: quali sono i vantaggi del calcolo dinamico orario UNI EN ISO 52016? La modellazione termo-fisica dell’edificio con il metodo dinamico orario rappresenta un netto passo avanti. Permette di avere risultati molto più realistici – e quindi attendibili – nelle simulazioni circa il comportamento dell’edificio durante tutto l’arco dell’anno.

La Direttiva EPBD IV

Nei nostri articoli abbiamo già parlato ampiamente della nuova Direttiva Europea EPBD. Abbiamo anche già visto che la nuova EPBD IV modifica le modalità di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici e introduce la modellazione con calcolo dinamico orario ai sensi della norma UNI EN ISO 52016.

Calcolo dinamico orario UNI EN ISO 52016 per gli edifici ZEB

Abbiamo già visto cosa sono gli ZEB e che per progettarli non è più sufficiente usare un approccio basato su dati climatici e di irraggiamento solare su medie mensili della UNI TS 11300. Ci siamo, quindi, resi conto quanto sia imprescindibile adottare un metodo di calcolo più preciso e rispondente alla variabilità climatica sull’arco giornaliero, ora per ora. Solo così si possono infatti compiere delle scelte ponderate di natura progettuale ed impiantistica che vadano a risolvere tutte le criticità possibili. Criticità come:

• isolamento
• attenuazione e sfasamento
• schermatura
• ricambi d’aria
• termoigrometria degli ambienti interni
• modulazione della potenza impiantistica

Cosa dice la Direttiva EPBD sul calcolo dinamico orario UNI EN ISO 52016

Al Punto 2 dell’Allegato 1 della EPBD IV è riportata la seguente frase:

“Il fabbisogno e il consumo di energia per il riscaldamento, il raffrescamento di ambienti, la produzione di acqua calda sanitaria per uso domestico, la ventilazione, l’illuminazione integrata e altri sistemi tecnici per l’edilizia, sono calcolati facendo uso di intervalli di calcolo del tempo orari o suborari, in modo da tenere conto delle condizioni variabili che incidono sensibilmente sul funzionamento e sulle prestazioni dell’impianto, come pure sulle condizioni interne, e da ottimizzare il livello di costi, benessere, la qualità dell’ambiente interno e il comfort, come definiti dagli Stati membri a livello nazionale o regionale“.

Direttiva 2018/844/UE EPBD – All. 1, p.to 2

Da qui, emerge chiaramente che quegli intervalli di calcolo del tempo orari o suborari non possono che essere desunti da una modellazione di tipo dinamico, ossia la UNI EN ISO 52016.

Calcolo dinamico orario UNI EN ISO 52016: nessun obbligo, per ora, ma risultati più attendibili per chi la usa

Abbiamo anche già visto che la pubblicazione della norma non l’ha di certo resa cogente, almeno per ora. Ad oggi infatti, vige ancora il metodo semi-stazionaro medio mensile della UNI TS 11300.
L’uso della UNI EN ISO 52016 è quindi, per ora, una scelta volontaria di chi desidera avere risultati più affidabili per comprendere il comportamento reale del sistema edificio-impianto rispetto alle condizioni al contorno, che come sappiamo, sono variabili.

Simulazione energetica dinamica: un bilancio energetico preciso e dettagliato

La norma tecnica definisce come calcolare il bilancio energetico dell’involucro dell’edificio ora per ora. Questo ci consente di ricavare l’andamento di tutte le 3 temperature interne (operante, radiante e dell’aria) nonché il carico richiesto all’impianto termico.
Il progettista riesce quindi, grazie a questo metodo di calcolo estremamente preciso e dettagliato, ad intraprendere scelte tecnologiche affidabili. Questo permette di ottimizzare al massimo condizioni di comfort termoigrometrico, e di riflesso, i consumi per la conduzione dell’immobile.

Grazie a questo approccio il progettista rappresenta in modo realistico ed affidabile le condizioni di comfort e consumo in caso di progetto o di diagnosi energetica. I file climatici usati dai modelli semi-stazionari che usano medie su basi mensili, propongono al progettista al massimo 12 valori di temperatura esterna all’anno. Un file dinamico orario, consente invece di disporre di 1 valore per ogni ora, ossia 8.766 misurazioni su un arco annuale.

I 5 punti di forza della norma UNI EN ISO 52016 per il calcolo dinamico orario

1- Assenza di complessi dati aggiuntivi

Uno dei vantaggi principali della norma UNI EN ISO 52016 è quello di basarsi sulle stesse informazioni che il professionista già utilizza per un semplice APE o per una Legge 10. Per eseguire l’analisi dinamica secondo questa norma infatti, non servono complessi dati aggiuntivi che spesso provocano variazioni di risultato non controllabili. È sufficiente conoscere i materiali che costituiscono le strutture e i profili d’uso dell’edificio.

È possibile testare la semplicità della modellazione UNI EN ISO 52016 grazie al software TERMOLOG di Logical Soft. Attraverso un progetto di ricerca avviato nel 2017 con il Dipartimento ABC del Politecnico di Milano, il modello di calcolo dinamico orario proposto dalla norma ISO 52016 è stato implementato in TERMOLOG. Il software è stato poi sottoposto ai test previsti dallo standard ANSI/ASHRAE 140:2017 e ha ottenuto la validazione.

2 – Valutazione accurata dell’energia solare totale

La UNI EN ISO 52016 fornisce metodologie standardizzate, come l’equazione di trasferimento radiativo, per calcolare in modo preciso l’irradianza solare incidente su tutte le superfici dell’edificio. Questo permette ai progettisti di stimare con precisione la radiazione solare diretta, diffusa e riflessa dall’ambiente che può essere convertita in energia elettrica attraverso sistemi fotovoltaici.

3 – Ottimizzazione del design degli edifici

Seguendo le linee guida della norma, i progettisti possono determinare l’orientamento e l’inclinazione ideali delle superfici (facciate e falde). Questo permette di ottimizzarne la captazione solare attraverso l’installazione di pannelli fotovoltaici.

Inoltre, possono simulare al meglio il comportamento solare (posizione del sole e potenza irraggiata) per valutare gli ombreggiamenti e gli eventuali effetti delle strutture circostanti (aggetti, ostacoli, edifici prossimali, vegetazione, etc.) sull’irradianza solare disponibile, al fine di massimizzare la produzione di energia elettrica o, volendo, di mitigarne i picchi, con sistemi di ombreggiamento e/o schermatura.

4 – Risparmio energetico e riduzione delle emissioni

L’utilizzo efficace dell’irraggiamento solare può contribuire significativamente al risparmio energetico degli edifici. Sfruttare l’energia solare per la produzione di energia elettrica riduce infatti la dipendenza da fonti di energia convenzionali di tipo fossile, come il carbone o il gas naturale, che contribuiscono alle emissioni di gas serra. La norma aiuta quindi a promuovere l’adozione di soluzioni energetiche sostenibili, contribuendo alla riduzione complessiva delle emissioni di CO₂.

4 – Conformità normativa e standardizzazione con il calcolo dinamico orario UNI 52016

L’applicazione diffusa della UNI EN ISO 52016 garantisce che la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici sia condotta secondo un approccio standardizzato e riconosciuto anche a livello internazionale. Ciò facilita la comparabilità dei dati e promuove la condivisione delle migliori pratiche nel settore delle energie rinnovabili e dell’efficienza energetica degli edifici.

Tutti i vantaggi del calcolo dinamico orario UNI EN ISO 52016

Grazie alla simulazione dinamica oraria abbiamo quindi diversi benefici ed opportunità da sfruttare, ad esempio:

1. Un bilancio energetico estivo ed invernale estremamente precisi e quindi assolutamente affidabili e realistici.
   
2. Possiamo tratteggiare una valutazione previsionale affidabile sui consumi di energia primaria.
   
3. Disponiamo di una mole di dati molto utili per valutare i parametri ambientali lungo tutto l’arco dell’anno. (temperatura interna, temperatura media radiante, temperatura operativa, umidità relativa, velocità dell’aria, carico termico sensibile per riscaldare/raffrescare, calore latente per umidificare/deumidificare, etc.).
   
4. Possiamo fare una valutazione più corretta e circostanziata delle potenze termiche dei vari componenti sia in stagione invernale, sia in stagione estiva.
   
5. Simulando il percorso solare e la potenza irraggiata ora per ora su tutte le superfici si valutano in modo preciso tutti gli effetti della radiazione luminosa. Si fa per sfruttarla al meglio (tramite impianti captanti FV) o per progettare schermature o magari per usare al meglio anche la vegetazione per ombreggiare. Per la prima volta la progettazione potrà essere ottimizzata anche per la stagione estiva o per edifici collocati in zone calde.
   
6. Possiamo valutare con precisione gli apporti energetici forniti da componenti bioclimatici (serre solari, muri di trombe, roof pond, etc.). Ciò significa poter più facilmente progettare edifici passivi e ZEB, spingendoci anche fino all’off-grid senza grosse difficoltà.
   
7. Riusciamo infine a valutare la convenienza di sistemi costruttivi complessi come le facciate a doppia pelle o le facciate ventilate. In questo modo possiamo comprenderne la reale utilità e convenienza in termini energetici e quindi anche economici.

Conclusioni

In sintesi, la norma UNI EN ISO 52016 offre una serie di vantaggi preziosi per la progettazione degli edifici ad alta efficienza:

• valutazione accurata dell’energia solare
• ottimizzazione del design per tutte le stagioni
• risparmio energetico e la produzione rinnovabile
• superiore comfort termoigrometrico degli spazi antropizzati
• uniformità e comparabilità dei dati
• possibilità di ottenere certificazioni che valorizzino anche la compravendita immobiliare.
• Promuove

Promuove infine inoltre l’adozione di soluzioni energetiche sostenibili quali la progettazione bioclimatica e l’autoproduzione energetica, contribuendo sensibilmente alla riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera.

APPROFONDIMENTI

• Il calcolo dinamico orario con la UNI EN ISO 52016
• La simulazione dinamica per la nuova EPBD
• ENEA: Report RdS/PTR2019/035