BIM e diagnosi energetica dei sistemi impiantistici in edifici esistenti

E' noto ormai come l’utilizzo del BIM comporti numerosi vantaggi nella progettazione e gestione degli edifici. V. Bazjanac già dal 2001 individuò risparmi di tempo nell’ordine del 75% per la creazione della geometria dell'edificio in edifici piccoli o medi attraverso la corretta applicazione di processi automatizzati. Per gli edifici esistenti sono spesso presenti informazioni aggiornate per la parte architettonica, mentre si hanno solitamente poche informazioni sui sistemi impiantistici presenti e sulle modifiche ad essi apportate durante la vita dell’edificio. Gli standard previsti per la diagnosi energetica, necessaria per gli interventi di riqualificazione e retrofit quando i sistemi di generazione dell’energia presenti superano una certa potenza, prevedono numerose informazioni sui fabbisogni e la gestione del sistema impiantistico parzialmente implementate nello standard IFC proposto da Building SMART. Il presente lavoro propone, tramite l’analisi eseguita su casi studio, un confronto critico tra le informazioni previste dalle norme della serie EN 16247 e le informazioni presenti nello standard IFC 4.0 add.2.

Diagnosi energetica di un impianto termico mediante ausilio del BIM e dello standard IFC 4.0

Il presente lavoro si occupa della diagnosi energetica dei sistemi impiantistici prendendo ad esempio un impianto termico ubicato presso la Facoltà di Ingegneria ed Architettura di Cagliari, sviluppata secondo i requisiti e la metodologia definita dalla serie di norme UNI CEI EN 16247 [p21-p25] e dal rapporto tecnico UNI CEI/TR 11428 [p26] il tutto con l’ausilio del Building Information Modeling (BIM) e dello standard IFC 4.0. Infatti la diagnosi energetica è un passo fondamentale per un’organizzazione, di qualunque dimensione o tipologia, che voglia migliorare la propria efficienza energetica, ridurre il fabbisogno energetico e ottenere i relativi benefici ambientali. La diagnosi energetica dei sistemi impiantistici integrata con il BIM risulta oggi sempre più, oltre che una possibilità un obbligo normativo, che per esempio in Italia già a partire dai prossimi anni obbligherà tutti gli enti pubblici che intendono appaltare lavori, a disporre del BIM come base messa a disposizione delle imprese appaltatrici. Lo schema riportato in figura fp1 mostra il flusso di lavoro per l’input dei dati al modello digitale che è pensabile seguire per popolare questo di tutte le informazioni necessarie, previste nel rispetto della standard UNI CEI EN 16247. Dato il modello BIM secondo lo standard IFC questo dovrà essere popolato con l’ausilio di Authoring Tools o BIM Tools con tutte le informazioni derivanti dalla diagnosi.

 

Dalla figura fp1 si osserva, come i sistemi impiantistici possono servire diverse zone (insieme di IFC space) dell’edificio per deferenti finalità.

Diagnosi energetica e gli standard di riferimento

Diagnosi energetica: la definizione

La diagnosi energetica [p21]  è definita come una procedura sistematica volta a:

• fornire un'adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici di una attività e/o impianto industriale o di servizi pubblici o privati;
• ad individuare e quantificare le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo costi-benefici;
• riferire in merito ai risultati.

Gli obiettivi della diagnosi energetica

Essa è intrapresa nell’intento di rendere disponibile una descrizione del sistema energetico, definendo i possibili interventi di miglioramento dell'efficienza e quantificandone i conseguenti risparmi. Le opportunità di risparmio energetico e/o miglioramento dell'efficienza energetica devono considerare i vincoli imposti dal committente e le possibili interferenze con sicurezza, ambiente, salute e condizioni lavorative. La diagnosi energetica deve tenere in adeguato conto le attese, le necessità, e i limiti indicati dal committente così da decidere concordemente ambito, modalità esecutive (tempistica e aspetti logistici), obiettivi e scopo della diagnosi. Particolareggiando la diagnosi energetica per il sistema edificio-impianto gli obbiettivi saranno:

• Eseguire l’analisi e la raccolta dei dati energetici;
• Definire il bilancio energetico del sistema edificio-impianto e individuare i possibili recuperi delle energie disperse;
• Valutare le condizioni di comfort e di sicurezza necessarie;
• Individuare appropriate tecnologie energy saving e valutarne le opportunità tecnico-economiche;
• Ottimizzare le modalità di gestione del sistema edificio-impianto (contratti di fornitura di energia, modalità di conduzione, ecc.) ai fini di una riduzione dei costi di gestione.

Tale flusso di lavoro è riportato nella figura fp3 in accordo con lo standatd [p22]

IFC e sistemi impiantistici esistenti degli edifici

Nel caso dei sistemi impiantistici il formato IFC 4.0 fra i diversi domini definiti al suo interno, riportati nel successivo capitolo, definisce due domini per i sistemi impiantistici. Il primo denominato “IfcHvacDomain” per gli impianti di climatizzazione e il secondo denominato “IfcPlumbingFireProtectionDomain” per gli impianti idraulici dedicati e sistemi antincendio. Nelle tabelle ptb1 e ptb2 si riportano le entità impiantistiche gestite da questi domini.

Per ciascuna entità, lo standard IFC, prevede diversi Property Set, di nostro particolare interesse per i sistemi impiantistici negli edifici esistenti è il Pset di tipo Common, questo al suo interno riporto la variabile Status che consente di definire se quel particolare componente è nuovo, esistente, temporaneo o altro.

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