Analisi di sensibilità negli edifici: cos’è e perché è importante

Ottobre 23, 2023

Che cos’è un’analisi di sensibilità negli edifici

Riferita a un essere umano, la sensibilità può essere descritta come la capacità di ricevere stimoli o impressioni attraverso i sensi. In ambito architettonico, e più nello specifico nell’ambito dell’efficienza energetica, un’analisi di sensibilità è uno studio volto a individuare la maggiore o minore variazione del risultato in funzione a determinate variabili di progetto.

Perchè è importante un’analisi di sensibilità negli edifici

Un’analisi di sensibilità è utile come strumento preliminare di valutazione e pianificazione, dandoci informazioni di grande rilevanza sul funzionamento energetico dell’edificio e orientando le decisioni progettuali. È particolarmente utile in edifici esistenti quando le informazioni disponibili sono limitate e occorre supportare i calcoli con distribuzioni probabilistiche: in questo caso parliamo più propriamente di analisi di incertezza. La differenza consiste che mentre in quest’ultima quantifichiamo la probabilità che una variabile sia X o Y, nell’analisi di sensibilità diamo un peso specifico a ognuna di esse.

Come si effettua un’analisi di sensibilità energetica?

I passi a seguire per realizzare un’analisi di incertezza o sensibilità energetica di un edificio sono:

La determinazione delle variabili e di ranghi ragionevoli di valori per ciascuna di esse
La simulazione parametrica di tutte le combinazioni
Il calcolo della distribuzione probabilistica delle combinazioni (in genere sotto forma di istogramma)
La determinazione della sensibilità rispetto alle variabili (regressione dell’analisi di incertezza).

Che variabili si studiano in un’analisi di incertezza e sensibilità?

Tanto in edifici esistenti come nelle fasi progettuali di nuove costruzioni ci troviamo di fronte a:

Una mancanza di informazione sulla composizione dell’involucro edilizio
Un’incertezza sul comportamento degli inquilini
Un possibile scenario di cambio climatico

Le variabili da includere nello studio rientrano in genere in queste tre categorie, e il ventaglio di valori per ciascuna di esse dipenderà dal grado di incertezza del progettista.

Esempio di applicazione: analisi di incertezza e sensibilità di un edificio esistente

Immaginiamo di dover riabilitare un edificio esistente e di voler analizzare la sensibilità/incertezza rispetto alle seguenti variabili:

Muratura esterna: in mattoni, ma non sappiamo se è presente una camera d’aria
Tetto: non sappiamo se è ventilato o meno
Uso: non sappiamo se verrà utilizzato come residenza o come studio
Clima: contempliamo uno scenario di cambio climatico con un aumento della temperatura media esterna in estate di 2 ºC.

Il numero totale di combinazioni è di 16 (2 valori per ciascuna variabile), ma aumenterebbe esponenzialmente introducendo più scenari.

Nei grafici a continuazione ogni punto rappresenta una combinazione differente, mentre nell’asse Y abbiamo il fabbisogno energetico espresso in kWh. Come possiamo osservare, ogni grafico mette in risalto una variabile diversa: in questo modo possiamo identificare la formazione di gruppi di punti o “cluster”, che ci proporzionano informazioni sulla sensibilità del modello energetico rispetto alla variabile in oggetto.

Possiamo notare come la sensibilità maggiore sia rispetto all’uso dell’edificio, seguita dalla scenario di cambio climatico. La presenza di una camera d’aria, tanto nel muro come nel tetto, non sono fattori determinanti o quantomeno di secondaria importanza.