Caratterizzazione degli edifici non residenziali ad uso scolastico della PA siciliana

La presente relazione finale descrive le ricerche svolte, in seno all\u2019accordo di collaborazione tra l\u2019ENEA e il Dipartimento dell\u2019Energia, ingegneria dell\u2019Informazione e modelli Matematici (DEIM) dell\u2019Universit\ue0 di Palermo. L\u2019accordo di collaborazione \ue8 titolato \u201cCaratterizzazione degli edifici scolastici nella Regione Sicilia\u201d. La relazione \ue8 suddivisa in due sezioni: la prima, Parte A, illustra lo studio condotto per la caratterizzazione degli edifici non residenziali ad uso scolastico della PA siciliana; la seconda, Parte B, descrive lo stato dell\u2019arte del \u201cVentilative Cooling\u201d con riferimento particolare ad alcuni casi-studio reali, nel contesto della partecipazione del DEIM alle attivit\ue0 dell\u2019IEA EBC ANNEX 62\u201d. Nel corso dell\u2019annualit\ue0 precedente \ue8 stata effettuata un\u2019analisi della consistenza, dello stato, e delle tipologie di involucro pi\uf9 significative del patrimonio edilizio scolastico siciliano, utilizzando dati statistici disponibili in letteratura e indagini di campo. Nel corso di questa annualit\ue0 si \ue8 identificato un ristretto campione di edifici scolastici rappresentativo del patrimonio edilizio siciliano. Si tratta di tre edifici adibiti a strutture scolastiche relative a differenti gradi di istruzione: una scuola elementare, una media ed una superiore. In particolare, l\u2019edificio che ospita la scuola elementare ha subito negli ultimi anni estesi interventi di ristrutturazione e riqualificazione energetica; il confronto tra le prestazioni energetiche dell\u2019edificio riqualificato con quelle relative agli altri due edifici campione ha permesso di valutare i risparmi energetici indotti dall\u2019introduzione di nuove normative di settore sugli edifici scolastici. Gli edifici analizzati sono sufficientemente rappresentativi della eterogeneit\ue0 del patrimonio edilizio scolastico siciliano poich\ue9 si tratta di: - edifici differenti posti nelle zone climatiche B e C, che caratterizzano pi\uf9 del 65% dei Comuni siciliani, - edifici dalle caratteristiche termofisiche differenti: trasmittanze (U) tipiche delle costruzioni degli anni \u201970 (Usuperfici_verticali>1 W/(m2 K)) ed edifici recentemente ristrutturati (U conforme al DPR n. 59/2009), - edifici che ospitano scuole di differente ordine e grado. Lo studio \ue8 stato sviluppato a partire da un approccio preliminare di raccolta ed analisi dei dati per ciascun edificio. L\u2019analisi sistematica dei casi-studio ha consentito di desumere le caratteristiche fondamentali per la modellizzazione: stratigrafia, spessori e qualit\ue0 termofisica dell\u2019involucro edilizio, apporti termici interni causati da apparecchiature elettroniche ed illuminanti, livelli di occupazione in ogni zona dell\u2019edificio e relativi apporti termici interni, caratteristiche degli impianti termici e modalit\ue0 di funzionamento. L\u2019analisi non ha tralasciato di esaminare \u201cabitudini\u201d e \u201cpratiche comuni\u201d utilizzate nella gestione degli immobili, come ad esempio la tendenza degli occupanti ad aprire le finestre o a utilizzare schermature solari in alcune fasce orarie nel corso dell\u2019anno. Il passaggio seguente ha riguardato la suddivisione di ognuno dei tre edifici in opportune zone termiche, secondo logiche di uguale destinazione d\u2019uso, di assimilabilit\ue0 geometrica e di gestione comune di diversi locali da parte dello stesso impianto termico con le stesse regolazioni. Il software di calcolo prescelto per l\u2019implementazione dei modelli \ue8 stato TRNSYS 17.01. La struttura geometrica di ogni edificio \ue8 stata dettagliatamente modellizzata in 3D tramite il software Google Sketchup; tali modelli sono successivamente stati importati in ambiente TRNSYS. Ogni modello \ue8 stato costruito implementando accuratamente le informazioni raccolte nella fase preliminare, integrandolo con le informazioni relative agli occupanti e alla descrizione dei carichi interni dell\u2019edificio. Le logiche di funzionamento, di regolazione e d\u2019uso degli impianti termici sono state implementate in ognuno dei modelli. L\u2019analisi delle prestazioni energetiche dei tre edifici \ue8 stata effettuata tramite un set di indicatori sintetici, al fine di ottenere dei valori di riferimento e di benchmark per il patrimonio edilizio scolastico della Regione Sicilia; tra di essi il fabbisogno energetico per riscaldamento annuo, il fabbisogno energetico per riscaldamento annuo riferito alla superficie in pianta o al numero di studenti. La seconda parte del lavoro illustra lo stato dell\u2019arte del \u201cVentilative Cooling\u201d (raffrescamento per ventilazione) e tratta le tecniche di controllo passive e attive della movimentazione dei flussi d\u2019aria all\u2019interno degli ambienti confinati. L\u2019importanza dello studio di tali tecniche \ue8 generata da un crescente interesse nell\u2019uso della ventilazione quale strategia per garantire anche il comfort ambientale nel periodo estivo e nelle stagioni intermedie, limitando il ricorso ai sistemi di refrigerazione in un\u2019ottica di risparmio energetico. Il lavoro \ue8 stato sviluppato nel novero delle attivit\ue0 dell\u2019 \u201cInternational Energy Agency \u2013 Energy in buildings and communities Annex 62, Ventilative Cooling\u201d. Il DEIM partecipa ai lavori della Subtask A dell\u2019Annex 62 suddetto, che focalizza il suo interesse sulla simulazione termofisica e sull\u2019analisi del contesto legislativo a scala internazionale. Il gruppo di lavoro del DEIM ha partecipato al primo meeting dell\u2019Annex 62, svoltosi all\u2019Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Svizzera in qualit\ue0 di \u201cobserver\u201d; i lavori sono stati focalizzati principalmente sul completamento del report interno sullo stato dell\u2019arte nelle pratiche di \u201cVentilative Cooling\u201d. Il contributo del DEIM ai lavori dell\u2019Annex 62 \ue8 relativo: - all\u2019analisi dello stato dell\u2019arte del \u201cVentilative Cooling\u201d e alle potenziali applicazioni e implementazioni di tali contributi nella legislazione locale italiana; - alla modellizzazione del \u201cVentilative Cooling\u201d