Quarto incontro LEDS 2012-2013 – “Reti di sensori per il monitoraggio energetico in edifici”

4°appuntamento MARTEDI DELLA RICERCAMartedì 18 Dicembre 2012 si è svolto il quarto incontro del ciclo “Martedì della Ricerca” organizzato da LEDS.
Il titolo dell’incontro è stato “Reti di sensori per il monitoraggio energetico in edifici”, con la partecipazione del Dott. Ing. Michele Pasqualetto, dottorando presso l’ex Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università degli Studi di Padova.

 

 

 

Grazie alla borsa di studio messa a disposizione da un laboratorio di certificazione del Vicentino, l’Ing. Pasqualetto ha potuto sviluppare nel corso del proprio biennio di dottorato un sistema per il monitoraggio di edifici.
In tempi recenti si è consolidata sempre più un’attenzione ai consumi energetici, sia per ragioni di carattere ambientale che per ragioni di tipo economico: già da tempo il settore dei trasporti ed il settore energetico operano miglioramenti tecnologici finalizzati all’ottimizzazione dei consumi e più recentemente anche il settore civile si sta indirizzando in questa medesima direzione promuovendo un sistema di certificazione e di rating degli edifici. Con le normative europee EPBD (Energy Performance of Building Directive) è stato introdotto il concetto di certificazione energetica per gli edifici, siano essi di carattere commerciale o abitazioni.
Attualmente esistono due tipologie di rating per edifici:
L’asset rating è finalizzato a classificare gli edifici nuovi al momento della costruzione; è una valutazione della prestazione energetica a partire dai dati di ingresso dell’edificio e dai progetti impiantistici.
L’operational rating, meno diffuso e conosciuto, tiene conto sia del rating iniziale dell’edificio, ma anche della gestione dell’edificio stesso: una gestione ottimale può migliorare il rating stesso dell’edificio, mentre una gestione smodata può causarne un peggioramento.
Tali tipi di certificazioni possono essere applicate sia ad edifici nuovi, sempre più ottimizzati dal punto di vista energetico, sia ad edifici vecchi così da incentivare un miglioramento dell’esistente riducendone i consumi (cambio dei serramenti, montaggio di cappotti, sostituzione di caldaia o introduzione di pompe di calore,…). È importante tenere sempre in considerazione la relazione tra la riduzione dei consumi futuri e il necessario investimento iniziale: esso deve avere un tempo di ritorno ragionevole per gli utenti.

Il sistema di monitoraggio commissionato all’Ing. Pasqualetto prende il nome di SIMEA: Sistema Integrato-Distribuito di Monitoraggio Energetico e Ambientale. Tale sistema mira a produrre un profilo energetico operativo degli edifici per ottenere una certificazione dell’edificio, suggerire e implementare modifiche strutturali, sempre con lo scopo del comfort interno, e per incentivare l’utilizzo ottimizzato delle risorse attraverso un controllo automatico intelligente.
Insieme al Dipartimento di Fisica Tecnica, ha preso parte al progetto anche il Dipartimento di Ingegneria Informatica ed Elettronica, che si è occupato della realizzazione pratica dei sensori.
Su ciascuna stazione di misura sono stati montati un sensore di temperatura, un sensore di umidità, un sensore di illuminamento ed un sensore di CO2; si sono realizzate sia una rete cablata che una rete wireless, alimentata da batterie stilo.
I dati raccolti ogni 5 minuti da questi sensori venivano elaborati da un programma scritto appositamente in C++ che lanciava una simulazione in EnergyPlus, software free che calcola i flussi di energia e di materia necessari per mantenere le condizioni interne richieste. Attraverso un posizionamento accurato dei sensori all’interno degli ambienti, e grazie alla modellizzazione degli ambienti in EnergyPlus, è stato possibile il calcolo del livello di comfort globale, nonché il monitoraggio delle variazioni dei parametri legate all’attivazione del sistema di riscaldamento/condizionamento o all’apertura delle finestre o altro.
Si è presentata una particolare difficoltà soprattutto nella modellizzazione e lettura dei carichi interni (presenza di computer o di persone che vanno ad alterare i parametri ambientali) dalle misurazioni, carichi che sempre più assumono un ruolo fondamentale nei moderni edifici ad isolamento particolarmente spinto.
Attraverso la rete di sensori e il software ad essa associata, è possibile in conclusione valutare il rating energetico dell’edificio e ottimizzare la gestione energetica degli ambienti attraverso un sistema predittivo che si basa anche su uno storico delle condizioni meteo esterne.

Dopo il quinquennio per il conseguimento del Diploma di Laurea Magistrale presso l’Università degli Studi di Padova, Michele Pasqualetto ha deciso di intraprendere il percorso di Dottorato.
Come egli stesso ci ha raccontato nei primi minuti del suo intervento, il Dottorato è paragonabile al lavoro che tutti i laureandi sono chiamati ad affrontare al termine del proprio percorso di studi, realizzando una Tesi di Laurea Magistrale: nei due anni di Dottorato si è chiamati a sviluppare un argomento di ricerca che talvolta sfocia anche in una pubblicazione scientifica oltre che nel conseguimento del titolo.
All’interno della Facoltà di Ingegneria è possibile ottenere una borsa di studio di Ateneo o, in alternativa, spesso vi è la possibilità di vincere borse di studio messe in palio da enti, società o aziende che vogliono sviluppare un determinato argomento di ricerca attraverso una collaborazione con l’Università.
In questo caso il tema di ricerca che deve essere sviluppato dal Dottorato non è scelto in accordo con il docente di riferimento, bensì viene imposto dall’azienda che finanzia la borsa di studio: questa possibilità può in un certo senso risultare limitante, ma può allo stesso tempo essere considerata un’opportunità di sbocco lavorativo al termine dei due anni di dottorato.

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