responsabile: Antonio Carbonari

durata: 12 mesi

termine previsto: 31 dicembre 2016

finanziamento: 2.500 euro


tipologia: call di dipartimento

fonte di finanziamento: call 2015 Dppac
Linea di finanziamento 1.b “Progetti di ricerca”

descrizione del progetto

Il programma Ener_Lux è un software previsionale di supporto alla progettazione di dispositivi per il controllo della radiazione solare che attraversa superfici di involucro trasparenti e della loro logica di movimentazione, qualora tali dispositivi comprendano elementi mobili. Esso consente di prevederne le prestazioni sia dal punto di vista energetico che dal punto di vista del comfort termico e luminoso, tenendo conto di tutti i fattori che le influenzano, dal contesto urbano alle caratteristiche geometriche e termofisiche dell’ambiente servito alla sua destinazione d’uso ed al suo profilo temporale di utilizzo.

I dispositivi analizzabili sono in primo luogo gli elementi ombreggianti e/o riflettenti disposti in prossimità delle aperture vetrate, quali:

- aggetti dell’edificio stesso

- appositi elementi frangisole quali: alette fisse o mobili, interne o esterne alle superfici trasparenti, le cui superfici possono riflettere la radiazione solare sia in modo speculare che diffuso

- elementi frangisole fissi o mobili inglobanti celle fotovoltaiche

- elementi diffondenti interni alle finestrature (tendine).

Pertanto il sistema fisico preso in esame da Ener_Lux è costituito dall’apertura vetrata, che può essere anche un lucernario orizzontale o inclinato, dal locale da essa servito, dai dispositivi per il controllo solare, da semplici elementi di arredo interno e dalle ostruzioni urbane circostanti.

Il programma simula il comportamento termico del locale con passo orario, utilizzando un algoritmo a rete termica equivalente. La simulazione degli scambi radiativi tra le superfici fornisce anche i valori dell’illuminamento su di esse. Le valutazioni sul comfort visivo sono svolte mediante un algoritmo che simula il campo visivo degli occupanti.  Sulla base del bilancio termico viene calcolata la domanda di energia primaria per la climatizzazione, tenendo conto della tipologia impiantistica. Utilizzando i valori calcolati delle temperature delle superfici interne e dell’aria e delle luminanze delle superfici vengono calcolati gli indici necessari alla valutazione del comfort termico e luminoso (PMV, PPD, DGI o UGR). I valori calcolati delle temperature delle superfici interne consentono di valutare anche la simmetria della temperatura piana radiante.

Rispetto ad altri software esistenti una peculiarità di Ener_Lux è costituita dal fatto che, una volta descritto il sistema fisico e definita la logica di controllo dei dispositivi, il programma simula automaticamente, in ogni passo di calcolo, le modifiche alla configurazione fisica dei dispositivi conseguenti alle azioni di controllo (cambiamento dell’inclinazione delle alette, posizionamento di un diffusore), nonché l’eventuale accensione delle lampade, il cui flusso termico interviene nel bilancio termico del locale.

L’utente prioritario di questo software è il progettista, dei dispositivi o dell’edificio stesso, ma anche il ricercatore che opera nel settore della fisica tecnica ambientale e degli utilizzi dell’energia solare.

Il software Ener_Lux è stato sviluppato presso l’area della fisica tecnica IUAV nel corso degli anni, in particolare ad opera dei Proff. Antonio Carbonari e Giancarlo Rossi; esso è stato già oggetto di varie pubblicazioni internazionali.

Le pubblicazioni riguardanti Ener_lux sono reperibili al seguente link.

Con il presente progetto di ricerca ci si propone di:

- completare e rendere ulteriormente agevole l’interfaccia utente, in modo da renderne possibile l’utilizzo da parte di utenti non specialisti, quali progettisti che debbano valutare la convenienza globale di un sistema di controllo solare tenendo conto di tutte le caratteristiche dell’edificio e del contesto in cui sarà collocato

- di sviluppare ulteriormente la parte relativa alla valutazione del comfort visivo, mediante lo sviluppo dell’algoritmo che simula il campo visivo umano

- di sviluppare la parte relativa alla valutazione del discomfort termico dovuto all’eventuale arrivo di radiazione solare diretta sugli occupanti

- aumentare il dettaglio con cui viene valutato il discomfort termico localizzato, calcolando le temperature di parti più piccole degli elementi edilizi quindi delle superfici interne

- di ampliare la parte riguardante la simulazione dei terminali impiantistici, che attualmente è limitata ai soli impianti ad aria, estendendola ai sistemi radianti.