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Daylighting: analisi energetica del sistema finestra

Informazioni tesi

  Autore: Carlo Mazzenga
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Roma Tor Vergata
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria energetica
  Relatore: Angelo Spena
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 136

Nel presente lavoro di tesi l’attenzione si è focalizzata sul “sistema finestra” perché è un punto di particolare interesse nel bilancio termico dell’ambiente confinato: se da un lato si hanno maggiori dispersioni attraverso le finestre rispetto alle pareti opache, dall’altro si ha anche l’ingresso di apporti solari nell’ambiente, i quali peraltro assumono valenza opposta nei casi invernale ed estivo. Ma non solo: all’aumentare della superficie vetrata si ha un maggior ingresso di luce diurna, la quale può essere sfruttata per minimizzare i consumi legati all’impianto di illuminazione artificiale.
Un eccesso di luce naturale però può far si che per gli occupanti si verifichi il fenomeno dell’abbagliamento; su tale tematica si è quindi posta la possibilità di adottare un sistema di schermature sulle finestre per evitare l’insorgenza di questo fastidioso fenomeno attraverso daylighting maps. Le daylighting maps sono matrici numeriche che esprimono i valori di illuminamento in funzione delle coordinate spaziali x e y della stanza considerata.
L’ultimo obiettivo posto è sul benessere termoigrometrico degli occupanti di alcuni uffici considerati attravero il calcolo di due indici: il Fattore Fanger PMV e le Ore di Disagio.
Si è quindi valutata l’influenza delle proprietà termiche delle componenti vetrate sulle prestazioni dell’involucro edilizio. Le dispersioni e la radiazione solare che giunge all’interno dell’edificio attraverso le superfici vetrate, possono far variare in modo considerevole i fabbisogni invernali ed estivi e quindi il bilancio energetico annuale.
In particolare si è eseguita la simulazione dinamica dell’edificio pubblico definito per la valutazione dei fabbisogni energetici in regime invernale ed estivo, del benessere visivo e del benessere termoigrometrico al variare di fattori d’interesse relativi sia alla percentuale di superficie vetrata delle finestre (e ai diversi tipi di vetri utilizzati), sia l’influenza data dall’orientazione cardinale a seconda dell’esposizione dei singoli uffici studiati.
Si è voluto così valutare l’impatto che hanno sulle prestazioni dell’edificio e sul benessere degli occupanti la scelta della tipologia di vetro (guadagno solare alto o basso), il sistema di vetro installato (singolo o doppio) e la loro estensione ed orientazione.

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4 INTRODUZIONE La riduzione dello stock di combustibile fossile e l’apprensione per i possibili cambiamenti climatici, sono i principali motivi che hanno spinto i Paesi industrializzati, tra i quali l’Italia, a porre l’attenzione verso il tema del risparmio energetico. La migliore soluzione al problema dell’inquinamento globale proveniente dalla combustione di combustibili fossili è proprio la riduzione al minimo della richiesta di energia attraverso il contenimento di usi impropri, tagliando così il problema alla “fonte”. Nel Dicembre 2008 l’Unione Europea ha adottato una strategia integrata in materia di energia e cambiamenti climatici, che fissa obbiettivi ambiziosi per il 2020. Lo scopo è di indirizzare gli stati membri della Comunità Europea verso un’economia sostenibile a basse emissioni di CO2 improntata sull’efficienza energetica. La Strategia Europa 20-20-20 prevede, entro il 2020: • Riduzione delle emissioni dei gas serra del 20%; • Riduzione dei consumi energetici del 20% attraverso l’aumento dell’efficienza energetica; • Soddisfare il 20% del fabbisogno energetico mediante l’utilizzo di energie rinnovabili. Dato che l’energia richiesta dal settore edile rappresenta il 30-40% dell’energia globalmente utilizzata, al livello europeo sono state varate varie norme per il raggiungimento di tali obiettivi quali: la Legge 10/91 “Norme per l'attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”, il DM 26 Giugno 2009 “Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici” e il DL 311 del 29/12/2006 “Disposizioni correttive e integrative al DL 192/05, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell’edilizia”. Grazie alla presa di coscienza dell’importanza di questo tema si è posto l’obiettivo di costruire i cosiddetti edifici ad impatto (quasi) zero come specificato nella Direttiva Energy Performance of Buildings (EPBD), attraverso una netta propensione alla progettazione incentrata sul risparmio energetico.

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Parole chiave

luce naturale
simulazione dinamica
designbuilder
daylighting
energyplus
consumi energetici edificio
superficie vetrata
superficie trasparente
luce diurna
serramenti

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