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Negli ultimi anni il processo di adeguamento energetico ha visto concentrare il maggior numero di interventi di efficientamento energetico sugli edifici a destinazione d’uso residenziale, a differenza di quelli ad uso uffici, che molto spesso presentano fabbisogni elevati in relazione alla presenza di grandi vetrate e considerevoli carichi termici.
Con la presente tesi si mira a minimizzare i consumi di fabbisogno di energia quali, raffrescamento, riscaldamento, illuminamento e consumo elettrico, mirando al contempo a migliorare le condizioni di comfort all’interno dell’ambiente lavorativo, mediante l’installazione di sistemi di facciata dinamica a inseguimento solare integrati con fotovoltaico.
Il lavoro redatto prevede lo studio di tre sistemi di ombreggiamento dinamici e statici, integrati con fotovoltaico a film sottile (tipo CIGS), per massimizzare, sia la radiazione incidente sulle lamelle che l’illuminamento medio su piano di lavoro, e minimizzare la temperatura interna dell’aria. I vari sistemi sono studiati su un “vano tipo”, dotato di una grande apertura esposta.
Il flusso di lavoro principale consiste nella costruzione di un modello del “vano tipo” e dei vari sistemi di ombreggiamento attraverso software algoritmici-computazionali, in relazione alla logica di progettazione e modellazione parametrica. La simulazione energetica e della luce diurna è stata effettuata su base oraria in maniera iterativa, prendendo a riferimento sia, il regime invernale (solstizio d’inverno) che estivo (solstizio d’estate). Il processo di massimizzazione e minimizzazione, dei “parametri obbiettivo”, è stato possibile secondo la logica della ottimizzazione multi-obbiettivo.
Tramite tale processo e la post elaborazione dei risultati, è stato possibile definire un prototipo “tipo”, in riferimento ai sistemi di ombreggiamento, che meglio ottimizza i “parametri obbiettivo”, tra cui il sistema Adptive Solar Façade Vertical Shading il quale ha presentato un fabbisogno di energia, in regime estivo, ridotto rispetto a tutti gli altri; tale sistema di shading massimizza, specificatamente, la radiazione solare ruotando in funzione dell’angolo azimutale.
La produzione fotovoltaica, in regime estivo, invece è stata massimizzata attraverso il sistema statico a lamelle orizzontali (Static Horizontal Shading) che riesce ad ottimizzare, la radiazione solare incidente, in relazione all’elevazione del sole. L’inclinazione fissa a 45° delle lamelle ha garantito, soprattutto nelle ore centrali, la configurazione ottimale con un grado di rotazione prossimo all’ortogonalità con il raggio incidente. Un’aliquota maggiore di electric lighting energy e una domanda di energia di raffrescamento non trascurabile non permettono di identificarlo come prototipo “tipo” di sistema di ombreggiamento.