Modello dati di quartieri ed edifici

Il quartiere è il lato del fabbisogno del proprio studio. È la zona geografica per cui si progetta, gli edifici al suo interno e il clima che ne determina i carichi. Quasi tutto ciò che si fa in TESSA — dimensionare una rete, ripartire le fonti di calore, calcolare la CO₂ — parte dal quartiere e dagli edifici che contiene.

Questa pagina descrive di cosa è composto un quartiere, cosa memorizza TESSA per ogni edificio e come si inseriscono i livelli GIS che si tracciano o si importano. Per il contenitore di progetto/scenario sovrastante, si veda Organizzare uno studio. Per la rete che si costruisce sopra, si veda Modello dati di reti e fonti di calore.

Un quartiere in sintesi

Uno scenario contiene tipicamente un quartiere — l'area in studio — ma all'interno dello stesso scenario se ne possono avere diversi, se si desidera modellare insieme zone scollegate (ad esempio due quartieri che potrebbero o meno essere collegati da una futura condotta principale).

flowchart TD
    SC["📄 Scenario"] --> D["🗺️ Quartiere"]

    D --> B["🏠 Edifici"]
    D --> CL["🌤️ Clima"]
    D --> N["🔥 Rete termica"]

    D -.ha.-> BD["Poligono del perimetro"]
    D -.ha.-> LC["Curva di carico<br/>oraria aggregata"]
    D -.ha.-> CY["Anno di calcolo"]

    classDef scenario fill:#c5cae9,stroke:#000072,stroke-width:2px,color:#000072
    classDef district fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20
    classDef demand fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20
    classDef thermal fill:#fff3e0,stroke:#ED6000,stroke-width:1.5px,color:#bf360c
    classDef attr fill:#ffffff,stroke:#2e7d32,stroke-width:1px,color:#1b5e20,stroke-dasharray:3 3

    class SC scenario
    class D district
    class B,CL demand
    class N thermal
    class BD,LC,CY attr

Cose da sapere nella configurazione di un quartiere:

• Il perimetro è l'estensione geografica dell'area di studio. Per impostazione predefinita è l'inviluppo convesso degli edifici caricati, ma lo si può sostituire con un poligono tracciato manualmente se si desidera delimitare più strettamente l'area (ad esempio per seguire il confine comunale).
• L'anno di calcolo è l'anno di riferimento per i calcoli di fabbisogno e clima. Ancora anche degrado, indicizzazione e ammortamento nel modello finanziario.
• La curva di carico aggregata è il fabbisogno orario che il quartiere impone alla rete. È la somma delle curve di carico di tutti gli edifici collegati ed è ciò rispetto a cui il simulatore ripartisce le fonti.
• Il CRS e la zona UTM locale vengono calcolati automaticamente dal perimetro, in modo che distanze e superfici risultino corrette. Di solito non occorre preoccuparsene, ma influiscono su aspetti come la lunghezza delle tubazioni una volta avviata la progettazione.

Cosa memorizza TESSA per ogni edificio

L'edificio è la più piccola unità che porta fabbisogno, apparecchiature ed emissioni in TESSA. La maggior parte di ciò che si vede nei rapporti e nelle dashboard è aggregata da questi valori per edificio.

flowchart LR
    B["🏠 Edificio"]

    ID["Identità<br/>━━━━━━━━<br/>ID nazionale<br/>Indirizzo<br/>Geometria"]
    PH["Fisico<br/>━━━━━━━━<br/>SRE (m²)<br/>Numero di piani<br/>Periodo di costruzione<br/>Classe costruttiva<br/>Altitudine"]
    DH["Riscaldamento &amp; ACS<br/>━━━━━━━━<br/>Fabbisogno annuo (kWh)<br/>Intensità (kWh/m²)<br/>Potenza di picco (kW)<br/>Temperature di mandata"]
    DC["Raffrescamento<br/>━━━━━━━━<br/>Fabbisogno annuo<br/>Potenza di picco<br/>Temperatura di mandata<br/>flag is_cooled"]
    EQ["Apparecchiature esistenti<br/>━━━━━━━━<br/>Tipo di generatore di calore<br/>Combustibile<br/>Generatore di freddo<br/>Combustibile per freddo"]
    EM["Emissioni<br/>━━━━━━━━<br/>CO₂eq<br/>NOx, CO, SOx<br/>PM10, PM2.5"]

    B --- ID
    B --- PH
    B --- DH
    B --- DC
    B --- EQ
    B --- EM

    classDef building fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20
    classDef field fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20

    class B building
    class ID,PH,DH,DC,EQ,EM field

Alcune note pratiche:

• Identificatore nazionale. In Svizzera è l'EGID. È ciò che TESSA usa per collegare gli edifici ai dataset ufficiali — superficie di riferimento energetico dal registro cantonale, indirizzi, altitudine — ed è ciò che si deve preservare quando si importano dati da fonti proprie.
• Riscaldamento e acqua calda sono separati. Il modello li gestisce come q_h (riscaldamento degli ambienti) e q_ww (acqua calda sanitaria), più un q_hww combinato per comodità. Ciascuno ha sia un valore annuo (kWh) sia un'intensità (kWh/m²), e ciascuno ha una potenza oraria di picco associata utilizzata per il dimensionamento. Il raffrescamento (q_c) è un terzo canale.
• Le apparecchiature esistenti sono ciò che è installato oggi. È ciò che usa il calcolo delle emissioni della situazione di base, ed è ciò che la vista di confronto contrappone alle alternative di teleriscaldamento nei propri scenari. Se in uno scenario si collega l'edificio a una rete, i valori delle apparecchiature esistenti descrivono comunque la situazione controfattuale.
• Ogni edificio ha le proprie temperature di mandata. Determinano come l'edificio viene collegato (direttamente, tramite scambiatore di calore o tramite una pompa di calore booster in una rete a bassa temperatura) — si veda Generazioni di reti.

Per sapere da dove proviene in pratica ciascun valore — misurato, modellato, predefinito — si veda Origine dei dati degli edifici.

Clima

Il clima è associato al quartiere in modo univoco (1:1). È una serie temporale, non un singolo numero, e sta alla base sia del calcolo del fabbisogno (gradi giorno di riscaldamento e raffrescamento) sia della simulazione di eventuali pompe di calore che dipendono dalla temperatura ambiente.

flowchart LR
    D["🗺️ Quartiere"] -->|1:1| CL["🌤️ Clima"]

    CL --> TS["Serie temporale oraria<br/>━━━━━━━━<br/>Temperatura ambiente<br/>Medie giornaliere / su 3 giorni livellate"]
    CL --> DG["Aggregati<br/>━━━━━━━━<br/>Gradi giorno di riscaldamento<br/>Gradi giorno di raffrescamento<br/>Classi di temperatura"]

    classDef district fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20
    classDef climate fill:#bbdefb,stroke:#0d47a1,stroke-width:2px,color:#0d47a1
    classDef field fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:1.5px,color:#0d47a1

    class D district
    class CL climate
    class TS,DG field

In modalità attuale, la serie climatica viene caricata da una stazione meteorologica di riferimento vicina al quartiere. Per eseguire uno studio con clima futuro, si sostituisce una serie trasformata per un anno di destinazione — si veda Clima futuro. Gli edifici e le loro intensità di fabbisogno restano invariati; ciò che cambia è la serie temporale della temperatura, che il modello propaga poi attraverso i gradi giorno fino al fabbisogno annuo e, con il metodo della perturbazione oraria, fino alla curva di carico.

Livelli GIS

Accanto agli edifici, uno scenario contiene un insieme di livelli di mappa sovrapposti che si tracciano, si importano o si calcolano. Non fanno strettamente parte del modello del fabbisogno, ma sono il modo per indicare a TESSA dove guardare, cosa includere e cosa escludere.

flowchart TD
    SC["📄 Scenario"]

    SC --> RZ["✏️ Regione<br/>(poligono dell'area di studio)"]
    SC --> EZ["🚫 Zone di esclusione<br/>(aree non edificabili)"]
    SC --> BSEL["🏠 Selezioni di edifici<br/>(risultati di filtro / cluster)"]
    SC --> IMP["📥 Livelli importati<br/>(GeoJSON, propri dati)"]
    SC --> RW["🛣️ Strade<br/>(usate per l'instradamento delle tubazioni)"]

    classDef scenario fill:#c5cae9,stroke:#000072,stroke-width:2px,color:#000072
    classDef gis fill:#f3e5f5,stroke:#6a1b9a,stroke-width:1.5px,color:#4a148c

    class SC scenario
    class RZ,EZ,BSEL,IMP,RW gis

A cosa serve ciascuno:

• Regione. Il poligono che si traccia per delimitare l'area di studio. Lo strumento "create district from region" lo usa per importare gli edifici al suo interno.
• Zone di esclusione. Poligoni in cui le tubazioni non possono passare — aree protette, cantieri previsti, attraversamenti di fiumi senza una soluzione praticabile. Lo strumento di tracciato automatico le aggira.
• Selezioni di edifici. Ogni volta che si filtrano o si raggruppano edifici nell'interfaccia, il risultato è una selezione salvata riutilizzabile — ad esempio "tutti gli edifici plurifamiliari costruiti prima del 1980, SRE superiore a 1000 m²" — quando si indirizza uno strumento a un sottoinsieme del quartiere. Si veda Filtrare e raggruppare gli edifici.
• Livelli importati. Tutto ciò che si porta dall'esterno — piani del calore, vincoli pianificatori, poligoni di proprietà — mantenuto sulla mappa in modo da poterlo usare come contesto o come input per gli strumenti spaziali di TESSA.
• Strade. Un livello della rete stradale. Gli strumenti di tracciato e instradamento automatici vincolano i percorsi delle tubazioni lungo le strade quando è caricato. Senza di esso, gli strumenti di tracciato possono produrre collegamenti diretti punto-punto che non rispettano la geometria stradale. La fonte, la rete stradale Swisstopo (Svizzera) o un estratto OpenStreetMap, viene scelta alla creazione del progetto.

Come viene popolato un quartiere

Un quartiere si costruisce per fasi. Il flusso sottostante mostra l'ordine; il flusso di lavoro di creazione del quartiere illustra ogni passaggio in dettaglio.

flowchart TD
    A["✏️ Definire l'area<br/>poligono della regione"] --> B["🏠 Caricare i dati base degli edifici<br/>registro nazionale / GeoJSON / tabella"]
    B --> C["🌤️ Caricare il clima"]
    C --> D["🔥 Applicare il modello di fabbisogno termico<br/>energia annua, intensità,<br/>potenza di picco"]
    D --> E["❄️ Applicare il modello di raffrescamento<br/>(se vi è raffrescamento)"]
    E --> F["📈 Generare le curve di<br/>carico orarie"]
    F --> G["✅ Quartiere pronto<br/>per la progettazione della rete"]

    classDef step fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:1.5px,color:#1b5e20
    classDef done fill:#a5d6a7,stroke:#1b5e20,stroke-width:2px,color:#1b5e20

    class A,B,C,D,E,F step
    class G done

Quando il quartiere è "pronto":

• Ogni edificio ha popolati i fabbisogni annui di riscaldamento, acqua calda e raffrescamento, oltre alle corrispondenti potenze di picco usate per il dimensionamento.
• Ogni edificio ha un valore di emissioni per le proprie apparecchiature attuali, rispetto al quale è possibile confrontare le alternative di rete.
• Il quartiere dispone della propria curva di carico aggregata oraria — la curva rispetto a cui lavora il simulatore di rete.

A questo punto si può iniziare a progettare una rete sopra di esso. Per ciò che segue, si veda Modello dati di reti e fonti di calore.

Dove proseguire

• Origine dei dati degli edifici — come viene compilato ciascun attributo dell'edificio e come distinguere i valori misurati dai valori predefiniti modellati.
• Modello del fabbisogno di calore e Modello del fabbisogno di freddo — i metodi che trasformano caratteristiche degli edifici + clima in fabbisogno.
• Dati climatici — quali dati climatici utilizza TESSA e come vengono elaborati.
• Modello dati di reti e fonti di calore — il lato dell'offerta costruito sopra il quartiere popolato.