Studio dell’impatto dei centri dati sulle isole di calore urbane
Studio dell'impatto delle isole di calore formate dai data center
Siamo esperti nell'analisi CFD e nella valutazione dell'impatto ambientale dei data center nel loro contesto urbano.
- Identificazione delle isole di calore generate dalle infrastrutture digitali
- Valutazione dell'impatto termico in condizioni meteorologiche reali
- Analisi delle interazioni tra scarichi termici, morfologia urbana e condizioni di ventilazione naturale
- Studio degli effetti cumulativi di diverse fonti di calore nello stesso distretto (centri dati, stazioni di origine, sottostazioni, ecc.)
- Simulazione della dispersione termica in diversi scenari operativi e di layout
- Confronto tra soluzioni di mitigazione (inverdimento, facciate ventilate, recupero di calore, ecc.)
- Supporto decisionale per progetti di sviluppo e progettazione di infrastrutture digitali responsabili
I nostri progetti di Data Centre:
Caratterizzazione delle isole di calore indotte dai data center
Origine e intensità delle emissioni termiche
L‘effetto isola di calore urbana è la differenza di temperatura osservata tra una città e le aree rurali circostanti. I materiali da costruzione, la fitta urbanizzazione e la mancanza di vegetazione intrappolano il calore, creando la “bolla di calore ” tipica dei centri urbani.
I data center, con le loro grandi quantità di calore di scarto, fanno parte di questo apporto di calore antropogenico. Se questo calore disperso non viene recuperato e riutilizzato, contribuisce all’effetto isola di calore urbana. In altre parole, non solo aumenta le temperature notturne e diurne della città, ma aumenta anche la necessità di climatizzare l’area circostante (per compensare il calore extra). Questi impatti hanno ripercussioni sul comfort dei residenti, sulla qualità dell’aria e sul consumo energetico degli edifici vicini.
Mappatura delle zone di influenza termica
Gli strumenti di simulazione CFD sviluppati da EOLIOS permettono di caratterizzare in modo dettagliato i flussi di calore emessi dai data center, tenendo conto delle caratteristiche specifiche del sito (geometria, topografia, strutture) e delle effettive condizioni ambientali (venti prevalenti, orientamento solare, umidità, ecc.).
Questi modelli aeraulici 3D riproducono accuratamente la propagazione dell’aria calda rilasciata, la sua graduale diluizione nell’atmosfera e le sue interazioni con gli elementi del tessuto urbano (facciate, strade, alberi, tetti, ecc.).
In base a diversi studi condotti da EOLIOS, la portata termica di un pennacchio può estendersi fino a 150 m a basse velocità del vento. Queste visualizzazioni, sotto forma di mappe termiche dinamiche, consentono ai progettisti e agli urbanisti di prevedere meglio l’interazione tra le infrastrutture digitali e l’ambiente urbano.
Mappatura delle temperature a 1 m dal suolo - Studio degli effetti dell'isola di calore di un centro dati
Analisi della variabilità stagionale e oraria
L’effetto termico indotto dai data center non è costante durante tutto l’anno. Varia in base a una serie di fattori: la potenza informatica utilizzata, il regime operativo dei refrigeratori, le condizioni atmosferiche esterne (temperatura, umidità, direzione e velocità del vento) e anche la densità dell’ambiente urbano. In estate, i periodi di caldo elevato e l’aria stagnante possono portare a un notevole accumulo di calore, soprattutto alla fine della giornata o di notte, quando l’aria calda non viene più dispersa in modo efficiente.
Le simulazioni CFD effettuate da EOLIOS tengono conto di questa variabilità modellando diversi scenari stagionali e orari (tipica giornata torrida, bassa stagione, notte calma e senza vento, ecc.) Questo approccio dinamico permette diindividuare i periodi più critici per il comfort urbano e diquantificare le differenze termiche in funzione delle strategie di gestione degli scarichi termici.
Studi di integrazione urbana per apparecchiature a scarico termico
Orientamento e disposizione delle apparecchiature
La posizione, l’orientamento e la disposizione dei sistemi di smaltimento del calore – come raffreddatori a secco, condensatori o torri di raffreddamento –giocano un ruolo decisivo nella diffusione del calore residuo nell’ambiente urbano. Una cattiva collocazione può accentuare gli effetti dell’isola di calore urbana (UHI), alterare il comfort termico esterno o portare al ricircolo dell’aria calda nelle prese d’aria fresca.
I materiali utilizzati per la costruzione degli edifici edifici giocano un ruolo decisivo nell’intensità delle isole di calore urbane. Il cemento, l’asfalto bituminoso, le tegole scure e i rivestimenti metallici hanno tutti una forte capacità di accumulare il calore solare durante il giorno e di rilasciarlo lentamente di notte. Questo fenomeno diinerzia termica contribuisce a mantenere alte le temperature nelle aree urbane, anche in assenza diluce solare diretta.
Gli strumenti di simulazione CFD utilizzati da EOLIOS consentono divalutare in modo comparativo diverse configurazioni di collocazione (altezza, orientamento, distanza tra le unità, vicinanza) in condizioni climatiche realistiche, incorporando in particolare la rosa dei venti annuali e la radiazione solare del sito.
Identificazione dell'albedo dei vari materiali che compongono l'edificio del data center
Calcolo dell'altezza e della forma dei pennacchi termici
La forma e l’estensione verticale dei pennacchi di aria calda generati dalle apparecchiature dipendono da una serie di parametri: temperatura di alimentazione, velocità di scarico, dimensioni delle unità di estrazione, turbolenza atmosferica, stabilità termica dell’aria ambiente, ecc.
Le simulazioni CFD effettuate da EOLIOS permettono di visualizzare i pennacchi in tre dimensioni, di valutare la loro portata nel tempo e nello spazio e dideterminare il loro impatto sulle aree sensibili.
Sulla base dei risultati, proponiamo modifiche architettoniche o tecniche, come l’innalzamento dell’altezza delle apparecchiature, l’aggiunta di deflettori o l’integrazione di schermi vegetali per favorire la dispersione termica e limitare gli effetti di ricircolo. Queste misure possono ridurre l’impatto termico locale dal 30 al 60%, a seconda del contesto.
Isosuperfici di temperatura in un data center
Interazione con gli edifici circostanti in un ambiente urbano
Ildenso ambiente urbano spesso agisce come una trappola termica, limitando la dispersione del calore e favorendo il ricircolo sulle facciate e sulle prese d’aria vicine. Le nostre analisi CFD evidenziano i flussi caldi che possono raggiungere le aperture, le vetrate sensibili al surriscaldamento o le prese d’aria delle UTA vicine.
Le nostre raccomandazioni fanno parte di un approccio globale all’ottimizzazione ambientale, in linea con i requisiti dei documenti urbanistici, degli standard HQE/BREEAM o delle raccomandazioni derivanti dal Piano Territoriale Clima-Energia (PCAET).Garantiscono che le prestazioni energetiche delle infrastrutture digitali e la qualità della vita urbana coesistano in modo sostenibile.
Esempio di considerazioni ambientali su un data center
Soluzioni di mitigazione dell'impatto termico
Migliorare le prestazioni di scarico
L’impatto termico degli impianti di raffreddamento può essere ridotto in modo significativo grazie a una combinazione di scelte tecnologiche, ottimizzazione operativa e progettazione aeraulica. In EOLIOS, i nostri studi utilizzano simulazioni CFD di alta precisione per valutare e confrontare l’efficacia di varie strategie di mitigazione termica in un contesto urbano.
Il tipo di dispositivo di espulsione utilizzato gioca un ruolo fondamentale: i raffreddatori d’aria a velocità variabile, ad esempio, consentono un adattamento dinamico alle condizioni climatiche, riducendo l’inutile espulsione di calore durante i periodi di basso carico termico. Anche l’aggiunta di dispositivi di guida del flusso, come deflettori o frangivento, aiuta a incanalare il calore disperso verso aree meno sensibili. Inoltre, alcune soluzioni passive come i silenziatori termici o le griglie di dissipazione del calore favoriscono una più rapida miscelazione con l’aria ambiente, abbassando localmente le temperature percepite di una media di 1-2°C a una distanza di 5 metri.
Tutti questi approcci vengono valutati da EOLIOS caso per caso, utilizzando simulazioni numeriche che incorporano le reali condizioni climatiche (vento, radiazione, temperatura), la geometria del sito e i cicli operativi delle apparecchiature. Queste analisi permettono di dare priorità alle leve di intervento in base alla loro efficacia, al costo e alla compatibilità con i vincoli operativi del sito.
Le nostre raccomandazioni sono sempre contestualizzate all’interno di un approccio globale alle prestazioni, che integra la limitazione del PUE, il comfort degli utenti e i requisiti normativi locali.
Soluzioni di mitigazione dell'impatto termico
Conformità ai requisiti ambientali
In un contesto di normative sempre più stringenti legate alla transizione ecologica, i data center sono sempre più soggetti a requisiti in termini di prestazioni energetiche, integrazione paesaggistica e qualità dell’aria. In particolare, la direttiva europea sull’efficienza energetica impone agli Stati membri di intensificare il monitoraggio energetico dei data center di potenza superiore a 500 kW a partire dal 2024, includendo la comunicazione annuale della temperatura dell’aria di scarico, del tasso di utilizzo del calore residuo e del PUE.
Gli studi CFD condotti da EOLIOS permettono dianticipare queste esigenze modellando accuratamente i pennacchi termici e la loro diffusione nell’ambiente urbano, identificando i punti sensibili. Le nostre simulazioni possono incorporare gli scenari di cambiamento climatico previsti (RCP 4.5 o 8.5), per garantire la conformità degli impianti nel medio e lungo termine, tenendo conto dell’aumento previsto delle temperature medie e dei fenomeni estremi (ondate di calore, mancanza di vento, ecc.).
Nella regione dell’Île-de-France, ad esempio, i progetti di data center vengono sempre più spesso valutati in base agli obiettivi del piano climatico regionale (SRCAE), che stabilisce l’obiettivo di dimezzare il consumo energetico degli edifici del terziario entro il 2050. I nostri studi si inseriscono in questa dinamica, fornendo ai proprietari dei progetti dei risultati che possono essere utilizzati nelle richieste di autorizzazione edilizia, nelle valutazioni d’impatto o per le certificazioni HQE, BREEAM o ISO 50001.
Sostegno alla consultazione dei residenti locali
L’integrazione urbana di un data center non è solo una questione tecnica: è anche una questione sociale e territoriale. La percezione dell’inquinamento termico, anche se a volte invisibile a occhio nudo, può destare preoccupazione tra i residenti locali. Ecco perché EOLIOS sviluppa mappe di calore di facile lettura, animazioni di pennacchi in 3D e sintesi visive per le presentazioni pubbliche e i workshop di consultazione.
Questi strumenti permettono di tradurre in elementi concreti il potenziale impatto del progetto sull’ambiente circostante: aumento locale della temperatura, alterazione della velocità del vento, riscaldamento delle facciate sensibili, ecc. Utilizzando indicatori sintetici (differenze di temperatura a 1,5 m dal suolo, frequenza di superamento delle soglie di comfort in conformità con la norma EN ISO 7730, ecc.
Verso centri dati più responsabili
Ridurre la quantità di calore rilasciata nell’ambiente non è solo una questione di conformità ai requisiti normativi: significa anche optare per un’infrastruttura più virtuosa che soddisfi le aspettative della società e dell’ambiente. In una città come Parigi, dove l’effetto isola di calore urbana può aumentare la temperatura media da +2 a +3°C in estate, limitare l’apporto di calore aggiuntivo è una sfida importante per il comfort dei residenti e la resilienza climatica.
EOLIOS supporta i suoi clienti nei loro sforzi per recuperare energia dai rifiuti, progettandosoluzioni ibride che incorporano vegetazione, raffreddamento passivo e integrazione architettonica. Questo approccio globale posiziona i data center non come semplici consumatori di energia, ma come attori responsabili di una città sostenibile.
EOLIOS, il tuo partner per l'integrazione sostenibile dei data center nelle città
Di fronte alle crescenti sfide dell’efficienza energetica, del comfort urbano e delle normative ambientali, EOLIOS può aiutarti a progettare e gestire data center perfettamente integrati nel loro ambiente.
Grazie ai nostri strumenti di simulazione CFD all’avanguardia e alla nostra riconosciuta esperienza nella modellazione termica e aeraulica, siamo coinvolti in ogni fase del progetto:progettazione, dimensionamento, analisi dell’impatto e supporto normativo.
- Un approccio su misura per ogni sito, tenendo conto delle condizioni climatiche locali, della pianificazione urbana circostante e dei requisiti tecnici specifici.
- Soluzioni pratiche per ridurre in modo sostenibile il disturbo da calore e migliorare il PUE.
Contattaci oggi stesso per valutare l’impatto termico delle tue strutture, anticipare i requisiti normativi e individuare le migliori strategie di mitigazione. Insieme, facciamo dei data center una leva per una città più sostenibile.
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