Una delle peculiarità del Building Information Modeling è la possibilità di estendere questo approccio a tutte le dimensioni di un progetto, dalla componente architettonica a quella strutturale e impiantistica.
Inoltre, la vasta mole di dati e la loro organizzazione, aspetto fondamentale del BIM, ne consente l'uso anche in contesti non strettamente legati alla progettazione ma al comportamento e alle prestazioni energetiche dell'edificio.
Da questa estensione nasce il cosiddetto Building Energy Modeling (BEM), una metodologia utilizzata da una crescente gamma di software specializzati nell'analisi energetica. Questi strumenti, attraverso modelli di calcolo specifici e simulazioni basate su dati parametrici, sono in grado di stimare il fabbisogno energetico degli edifici.
Il Building Energy Modeling (BEM) è quindi una tecnologia avanzata utilizzata per analizzare e ottimizzare l'efficienza energetica degli edifici.
Vediamo in dettaglio quali sono le sue caratteristiche principali e i vantaggi che può offrire.
Building Energy Modeling: che cos’è
Il Building Energy Modeling (BEM) è un processo che utilizza modelli digitali per simulare le prestazioni energetiche di un edificio. Questi modelli possono rappresentare vari aspetti dell'edificio, come la struttura, i materiali di costruzione, i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC), l'illuminazione e gli elettrodomestici. Il BEM consente di prevedere il consumo energetico, i costi operativi e l'impatto ambientale di un edificio nel tempo.
Il BEM utilizza software specializzati per creare modelli 3D degli edifici e simulare come questi risponderanno a diverse condizioni operative e climatiche. I dati di input possono includere informazioni dettagliate sui materiali di costruzione, i sistemi HVAC, l'occupazione dell'edificio e le condizioni climatiche locali. I risultati delle simulazioni possono poi essere utilizzati per ottimizzare la progettazione dell'edificio e migliorare la sua efficienza energetica.
Quali sono le fasi del processo BEM?
La raccolta dei dati relativi all'edificio è cruciale per l'affidabilità del modello energetico e deve quindi includere il maggior numero possibile di informazioni per garantire una rappresentazione accurata della costruzione. Oltre ai parametri geometrici, queste informazioni possono comprendere la destinazione d'uso, il tipo di attività svolte, il tasso di occupazione, la posizione geografica e la struttura dell'edificio.
Più dettagliate sono queste informazioni, maggiore sarà la precisione del modello e, di conseguenza, più accurate saranno le analisi energetiche.
L'articolazione e l'uso di tali informazioni per creare il modello BIM sono ormai prassi consolidate. Questo processo descrive la geometria, i materiali e i sistemi costruttivi dell'edificio, le sue caratteristiche architettoniche e strutturali, le proprietà termiche e la distribuzione planimetrica e funzionale, tutto in base al livello di dettaglio desiderato.
Una volta completata la modellazione BIM, il passaggio successivo prevede l'analisi delle proprietà energetiche e la creazione del cosiddetto Energy Analysis Model (EAM), una fase intermedia tra il modello parametrico BIM e il modello energetico BEM.
La simulazione energetica EAM può essere realizzata in vari modi, alcuni dei quali direttamente all'interno delle piattaforme BIM dotate di funzionalità di analisi energetica. In questi casi, è possibile scegliere come creare il modello energetico e procedere con l'analisi basandosi sui dati disponibili, tenendo in considerazione parametri come la tipologia dell'edificio, i suoi impianti, le proprietà termiche dei materiali e dei sistemi costruttivi, le stratigrafie di pavimenti, muri e coperture. Completata l'analisi, il modello energetico può essere esportato nel formato di interscambio selezionato, in funzione della piattaforma scelta per la creazione del modello BEM.
Caratteristiche e vantaggi del Building Energy Modeling
Una delle principali caratteristiche del BEM è la sua capacità di fornire analisi precise e dettagliate delle prestazioni energetiche di un edificio. Questo è possibile grazie alla capacità del software di modellazione di tenere conto di una vasta gamma di variabili e di simulare scenari complessi.
Il BEM consente un elevato livello di personalizzazione: gli utenti possono specificare dettagli molto precisi sull'edificio e i suoi sistemi, permettendo di adattare le simulazioni alle particolari esigenze e condizioni dell'edificio in questione.
Infine, i modelli BEM possono essere integrati con altri strumenti di gestione degli edifici, come i sistemi di gestione dell'energia (EMS) e i sistemi di automazione degli edifici (BAS).
Possiamo riassumere i vantaggi dell’utilizzo del BEM in:
- Efficienza energetica
Uno dei principali vantaggi del BEM è la sua capacità di migliorare l'efficienza energetica degli edifici. Utilizzando i modelli energetici, è possibile identificare aree di inefficienza e implementare soluzioni per ridurre il consumo energetico. - Riduzione dei costi operativi
L'ottimizzazione dell'efficienza energetica non solo riduce il consumo di energia, ma porta anche a una diminuzione dei costi operativi. Questo è particolarmente importante per edifici commerciali e industriali, dove i costi energetici possono rappresentare una parte significativa delle spese operative. - Sostenibilità ambientale
Il BEM contribuisce alla sostenibilità ambientale riducendo le emissioni di gas serra associate al consumo energetico degli edifici. Questo è cruciale nella lotta contro il cambiamento climatico e per il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità a lungo termine. - Miglioramento del comfort degli occupanti
Un altro vantaggio significativo del BEM è il miglioramento del comfort degli occupanti. Ottimizzando i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, è possibile mantenere condizioni interne più stabili e confortevoli, migliorando la qualità della vita degli utenti dell'edificio.
Come migliorare l’efficienza energetica degli edifici?
La decarbonizzazione della produzione energetica è fondamentale per combattere il cambiamento climatico, ma è altrettanto importante migliorare l'efficienza energetica e promuovere il risparmio energetico. Interventi di efficientamento energetico degli edifici, soprattutto considerando che in Italia molti edifici sono datati e dipendono dal gas naturale, sono essenziali.
L'efficienza energetica può essere migliorata attraverso interventi strutturali e tecnologici:
- Isolamento a cappotto e insufflaggio: applicare materiali isolanti sulle pareti esterne e insufflare isolanti nelle pareti o solai esistenti per ridurre le dispersioni di calore.
- Coibentazione di elementi orizzontali e delle coperture: isolare pavimenti, soffitti e coperture per migliorare la tenuta termica.
- Sostituzione di serramenti e superfici vetrate: utilizzare serramenti e vetri ad alta efficienza energetica per ridurre le dispersioni termiche.
L'adozione di sistemi di automazione domestica e sensori intelligenti permette un controllo più efficiente degli impianti, riducendo i consumi energetici. Anche la modernizzazione delle centrali termiche e degli impianti di condizionamento, con tecnologie avanzate come le pompe di calore, contribuisce a migliorare l'efficienza energetica.
Per promuovere l'efficientamento energetico in edilizia, è necessario utilizzare modelli previsionali avanzati e sistemi digitali omnicomprensivi e multidisciplinari, come il BIM.
Il Building Information Modeling (BIM) è uno strumento chiave nella progettazione energetica, che integra le informazioni di consumo e sostenibilità degli edifici. Permette di simulare e analizzare le prestazioni energetiche prima della costruzione, selezionare materiali efficienti e gestire le prestazioni energetiche nel tempo. Il BIM è particolarmente utile nella progettazione di edifici a consumo quasi zero (nZEB).
Il BIM è utile anche per monitorare le prestazioni energetiche dell'edificio, individuare inefficienze e guasti, e prendere provvedimenti correttivi.
Il Building Energy Modeling è una tecnologia potente e versatile che offre numerosi vantaggi per l'efficienza energetica, la riduzione dei costi e la sostenibilità ambientale degli edifici. Con la crescente attenzione verso la sostenibilità e l'efficienza energetica, il BEM diventerà sempre più importante nella progettazione e gestione degli edifici del futuro.