La validazione del modello di calcolo (in dieci punti)
1.Premessa
I calcoli energetici relativi agli edifici possono essere diretti a molteplici scopi: non solo la diagnosi energetica, la certificazione energetica e il soddisfacimento dei requisiti minimi di progetto, ma anche la contabilizzazione del calore, la verifica dei CAM (Criteri Ambientali Minimi) e il conseguimento dei benefici fiscali.
Il denominatore comune è, in ogni caso, la costruzione di un modello di calcolo finalizzato alla caratterizzazione dell’edificio (fabbricato e impianti).
Prima di intraprendere qualsiasi valutazione occorre quindi accertare che il modello di calcolo impostato sia davvero corretto: non avrebbe infatti senso sviluppare ragionamenti, ad esempio sul soddisfacimento di un determinato requisito o sul conseguimento di un prefissato obiettivo, senza aver preventivamente appurato, con ragionevole certezza, che i calcoli sottostanti siano affidabili. Se così non fosse, si potrebbe incorrere in valutazioni fuorvianti, vanificando tutto il lavoro svolto.
Ecco, dunque, che il presupposto fondamentale diviene proprio la validazione del modello, tematica oggetto di particolare attenzione non solo in sede normativa (commissioni tecniche CTI), ma anche nell’ambito di numerosi progetti europei, tra cui TIMEPAC - Towards Innovative Methods for Energy Performance Assessment and Certification of Buildings. Obiettivo di TIMEPAC, che vede tra i propri partner Edilclima, è il miglioramento del processo di certificazione energetica degli edifici. Tale obiettivo viene perseguito attraverso la messa a punto di procedure e strumenti innovativi, a corollario di una valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici volta alla formulazione dell’APE (Attestato di Prestazione Energetica). Tra le procedure messe a punto vi è proprio l’elaborazione di una metodologia finalizzata alla calibrazione del modello dell’edificio.
Tutto ciò è avvalorato anche dalla nuova direttiva EPBD (proposta di revisione approvata nel marzo 2023), in cui si evidenziano, in riferimento alla metodologia di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici, concetti quali “condizioni di esercizio effettive”, “ricorso all’energia misurata”, “correttezza”, “comparabilità”, “validazione”, “intervalli orari o sub orari”.
2.Che cos’è?
Per “validazione” del modello di calcolo si intende un confronto tra i consumi energetici operativi (calcolati) ed effettivi (reali) dell’edificio. In base all’esito di tale confronto, il modello si ritiene affidabile oppure si procede a ulteriori affinamenti, attraverso un processo di “calibrazione”.
Il tema della validazione si presta ad essere declinato, procedendo dal generale al particolare, su differenti livelli, potendo avere ad oggetto:
- una determinata metodologia di calcolo, applicata a molteplici casistiche;
- un determinato strumento di calcolo, diretto all’implementazione di metodologie o procedure;
- una specifica simulazione numerica (modello di calcolo), rappresentativa di una casistica ben definita.
Strategia comune a tutte le declinazioni, delle quali ci focalizzeremo in modo particolare sulla terza, è il raffronto tra i parametri teorici, frutto di un calcolo, e i corrispondenti parametri reali, rilevati in campo.
3.Quando si esegue? Quali sono i riferimenti normativi?
Il concetto di “validazione” del modello di calcolo è nato, tipicamente, nell’ambito della procedura di diagnosi energetica, costituendone un passaggio fondamentale.
Secondo lo schema di flusso rappresentativo di tale procedura, non si può infatti procedere alla simulazione degli interventi migliorativi, principale finalità della diagnosi energetica, senza che il modello di calcolo sia stato definito “validato”.
La regolamentazione relativa alla diagnosi energetica (con riguardo agli edifici, le norme UNI CEI EN 16247-1-2 e il rapporto tecnico UNI/TR 11775) costituisce pertanto, ad oggi, il principale riferimento normativo in tema di validazione del modello.
È però di tutta evidenza che il concetto di “validazione” abbia una valenza di carattere generale, risultando essenziale non solo ai fini della diagnosi energetica, ma anche per tutte le altre applicazioni.
4.Quale modalità di valutazione occorre adottare?
Il modello di calcolo deve essere costruito, ai fini della sua validazione, in base ad una valutazione A3 (adattata all’utenza).
Ciò significa che, in fase di caratterizzazione dell’edificio (es. dati climatici, dati di utenza, attivazione degli impianti), devono essere adottate non le impostazioni standard, richieste invece dalle valutazioni A1/A2, bensì impostazioni personalizzate, specificamente calate sul caso oggetto di studio.
Tale modalità di valutazione consente infatti di conseguire risultati il più realistici possibile, i quali possano essere confrontabili con i consumi reali.
Nell’ambito della valutazione A3 può essere utile, soprattutto in determinati casi (ad esempio ai fini della simulazione del servizio di raffrescamento o di destinazioni d’uso non residenziali), ricorrere ad un calcolo dinamico orario.
Tale modalità di calcolo, estendibile dal fabbricato agli impianti, assurgerà, presumibilmente, a quella privilegiata, stante l’orientamento intrapreso dall’assetto normativo/legislativo.
5.È una prassi onerosa in termini di tempo?
Ci si può tuttavia domandare se valga sempre la pena, anche in caso di operazioni relativamente “semplici” (es. analisi di casistiche regolari, esecuzione di pratiche “standard”, assolvimento ad adempimenti formali), di eseguire la validazione del modello.
La risposta è sì: conviene anzi, in fase di sopralluogo, reperire sempre tutte le informazioni necessarie, compresi ad esempio i consumi reali dell’edificio e i dati finalizzati alla modellazione A3, così da avere fin da subito tutto a disposizione.
A quel punto, non sussistono particolari oneri aggiuntivi (un significativo supporto è infatti fornito dal software), ma si dispone semmai di un notevole valore aggiunto: la sicurezza di poter operare, una volta appurata l’affidabilità dei calcoli, valutazioni coerenti.
Non ci si può del resto esimere, in qualsiasi operazione professionale, tanto più se di carattere tecnico-scientifico, da un approccio rigoroso, metodico e ordinato. Tale approccio rappresenta infatti la principale garanzia non solo di risultati attendibili, ma anche di un minor dispendio di tempo, ovvero, in sintesi, di una maggior efficienza.
6.Quali sono i passaggi principali?
Alla luce di quanto sopra, ciascun progettista, nell’apprestarsi a svolgere un qualsiasi calcolo energetico, dovrebbe quindi sempre assolvere, quale passaggio preliminare, alla validazione del modello, svolgendo nell’ordine le seguenti operazioni (con riferimento ai singoli vettori energetici e ai singoli servizi presenti nell’edificio):
- definizione dei consumi reali globali (comprensivi di tutti i servizi), ricavabili da misure o bollette (riferiti ad almeno tre stagioni significative ed espressi con cadenza preferibilmente mensile);
- definizione dei consumi distinti per servizio (ad esempio, sulla base di contatori separati oppure, in caso dell’energia elettrica, attraverso un inventario dei carichi elettrici);
- applicazione degli eventuali fattori di aggiustamento dei consumi reali (rappresentativi ad esempio di fenomeni o casistiche particolari);
- definizione del consumo medio di riferimento (media dei consumi di almeno tre stagioni);
- applicazione degli eventuali fattori di correzione dei consumi calcolati (finalizzati ad esempio alla normalizzazione dei consumi in base ai gradi giorno reali, in caso nel modello si siano adottati parametri teorici);
- confronto tra gli indicatori di prestazione energetica operativi ed effettivi.
7.Come si interpretano i risultati?
Il modello si considera validato, ai sensi della UNI/TR 11775, ove lo scostamento conseguito sia inferiore o uguale al 5% (al 10% in caso il modello si basi su dati particolarmente incerti).
Ciò non significa che i conti debbano “tornare” per forza: una discrepanza maggiore potrebbe essere riconducibile a motivazioni specifiche, non correggibili o simulabili all’interno del modello.
In tale caso, occorre prendere atto della discrepanza, avendo però cognizione della sovrastima/sottostima a cui il modello conduce.
Requisito fondamentale è comunque la sensibilità del progettista, che deve essere in grado di analizzare criticamente, in base alle proprie conoscenze e alla propria esperienza, i risultati ottenuti.
8.Come si procede una volta validato il modello?
Una volta completata, sulla base di una valutazione A3, la validazione del modello, occorre quindi procedere alle successive operazioni, facendo attenzione ad adottare, in funzione dello scopo, l’approccio corretto.
In caso si desideri eseguire una diagnosi energetica, si continua infatti a ragionare secondo un modello A3, provvedendo alla simulazione delle opere migliorative.
In caso invece si desideri assolvere ad applicazioni “regolamentari” (es. APE, verifiche di legge, benefici fiscali), occorre estrarre dal modello A3, contraddistinto da impostazioni “personalizzate”, un modello A1/A2, contraddistinto da impostazioni standard.
Va evidenziato al riguardo come, di regola, tale operazione si svolga in maniera particolarmente agevole, eseguendo una semplice copia del file originario e applicando a quest’ultimo le impostazioni standard (un sottoinsieme di quelle personalizzate).
9.Il punto di vista di Edilclima
Il tema della validazione del modello è sempre stato molto caro a Edilclima, la quale ha spesso dedicato a tale argomento pubblicazioni e articoli.
Il costante monitoraggio di edifici reali, assunti come riferimento, ha così consentito di eseguire una validazione “sul campo” del software, attraverso il confronto tra i risultati di calcolo e i consumi effettivamente registrati.
Alla validazione del modello si aggiungono oggi tanti nuovi strumenti, dall’autodiagnostica all’intelligenza artificiale, volti a supportare il progettista e a consentire un’analisi critica della simulazione effettuata.
10.Conclusioni
In conclusione, la validazione del modello costituisce il passaggio preliminare di qualsiasi valutazione energetica.
È bene dunque dedicare particolare attenzione a tale operazione, conseguendo un duplice vantaggio: non solo eseguire più agevolmente le successive elaborazioni, ma anche conferire un valore aggiunto al proprio operato.