Sviluppo di un sistema di misura basato su termo-visione per il monitoraggio dei flussi termici scambiati dall'ambiente abitativo ed il relativo comfort

La ricerca nell’ambito dell’efficienza energetica degli edifici è cresciuta molto negli ultimi anni, supportata anche dalla direttiva europea sul rendimento energetico degli stessi (EPBD - Energy Performance of Buildings Directive). Recenti studi si concentrano sugli aspetti tecnici dell'integrazione di modelli termici degli edifici con la sensoristica, in modo da attuare decisioni intelligenti in tempo reale ed ottimizzare il funzionamento dell’edificio ed i suoi sottosistemi. In questa tesi si propone un nuovo approccio, basato su misure termografiche di un ambiente interno attraverso l’utilizzo di una termocamera ad infrarossi ed algoritmi di processamento. Ciò consente di ricavare informazioni di scambio termico e di comfort della stanza monitorata, al fine di controllare in modo più efficiente i sistemi di riscaldamento/raffrescamento. La termografia applicata agli edifici è una tecnica ben nota in diagnostica, in manutenzione predittiva di impianti elettrici, così come nell’ispezione di isolamento termico, valutazioni di ponti termici e di mappatura dei contenuti di umidità nelle strutture. L'innovazione alla base dell'approccio proposto, consiste nello sviluppo e nell’applicazione di un sistema termografico compatto e a basso costo controllato automaticamente in posizione. Un modello a parametri concentrati della stanza riceve in input le informazioni estratte dalla elaborazione delle immagini termiche, per calcolare il calore scambiato e il comfort termico. La valutazione delle diverse condizioni di benessere, nelle varie zone della stanza permetterebbe, potenzialmente, un controllo distribuito e modulare dell’impianto di condizionamento al fine di ridurre il dispendio energetico soprattutto in spazi di grandi dimensioni (uffici open-space, musei,..). Inoltre, questo studio mira a dimostrare la fattibilità del sistema di monitoraggio stesso, senza valutarne il consumo energetico rispetto al risparmio generato dalla sua applicazione. Un'analisi di sensibilità del modello è stata effettuata al fine di identificare e quantificare le principali fonti di incertezza. I risultati ottenuti dall’applicazione del sistema ad un caso reale, ad una stanza di tipo ufficio, hanno confermato l’effettiva applicabilità del sistema. E’ stata infine dimostrata la possibilità di integrare le informazioni in output, come il calore scambiato dall’ambiente e il comfort (es. PMV - voto medio previsto, PPD - percentuale di insoddisfatti e temperatura dell'aria dell’ambiente) con il valore di umidità proveniente da un sensore esterno, in modo da ricalibrare in tempo reale il modello a parametri concentrati. A questo scopo, nell’ambito del progetto europeo “Intube” (Intelligent Use of Building Energy Information), è stata sviluppata un’interfaccia di comunicazione con una piattaforma informatica di integrazione (EIIP- Energy Information Integration Platform)