Academic literature on the topic 'Prestazioni energetiche degli edifici'

La giurisprudenza della Corte costituzionale in tema di energia sta mettendo in evidenza, a partire dal 2004, un complesso di interessi che sono coinvolti dalle decisioni energetiche, talvolta prevalendo sull'interesse alla sicurezza dell'approvvigionamento energetico, talvolta recedendo rispetto ad esso. Si tratta degli ambiti tutela dell'ambiente, della tutela del paesaggio, della tutela della salute, della tutela della concorrenza, dei livelli essenziali delle prestazioni, della sicurezza: il contributo analizza singolarmente i vari ambiti materiali interessati dalle decisioni di Stato e Regioni in materia di energia, indicando il bilanciamento che di essi č stato effettuato da parte della Corte costituzionale.

Il patrimonio industriale legato all’energia elettrica è rappresentato da una serie di complessi architettonici fortemente stratificati, caratterizzati da diverse soluzioni tecniche, formali e distributive che si sono sovrapposte l'una all'altra, quando necessario, per ragioni legate all’innovazione tecnologia e ai cambiamenti nei processi produttivi. In realtà, sono proprio queste stratificazioni (aggiunte, cambiamenti d'uso, abbandoni momentanei e riusi, accompagnati da adeguamenti architettonici e tecnologici) che conferiscono ai complessi industriali particolare valore di memoria. Infatti, è proprio la continua trasformazione di funzioni e di elementi tecnologici a rappresentare “l'essenza” di questa particolare produzione edilizia. Dalla nascita delle prime fabbriche fino ad oggi, gli edifici industriali hanno cambiato rapidamente la loro forma architettonica e la loro consistenza sia materica sia formale assecondando le esigenze lavorative e produttive. Per questo motivo oggi abbiamo l'opportunità di leggere una "storia dell'architettura" rappresentata da una sequenza di tecnologie e materiali sostituiti di continuo o stratificatisi, in un abaco di elementi relativi alla sperimentazione del calcestruzzo armato, del ferro, della ghisa, dell’acciaio; oppure riguardanti l’utilizzo di grandi superfici di vetro o coperture a shed; o ancora relativi all'uso di fonti energetiche naturali e artificiali. Molte esperienze europee di restauro e riuso degli edifici industriali legati alla produzione di energia, hanno già considerato tale approccio come una delle migliori scelte volte a una conservazione che possa definirsi compatibile: la scelta delle nuove funzioni è dettata, infatti, non tanto dalle esigenze economiche e d’uso, ma dalla flessibilità dell'edificio ad accogliere sostanziali adeguamenti tecnici, energetici, funzionali. Ciò con l’obiettivo di raggiungere un giusto equilibrio tra il rispetto della memoria storica e la necessità di adattarsi alle normative riguardanti l’adeguamento energetico e le nuove funzioni richieste dalla popolazione, raggiungendo una sostenibilità sociale, culturale e ambientale.

I sistemi a pompa di calore che utilizzano la geotermia di bassa profondità (altrimenti nota come a “bassa entalpia”) per il riscaldamento ed il raffrescamento degli edifici rappresentano una tecnologia efficiente e vantaggiosa che può contribuire significativamente alla riduzione delle emissioni di gas serra. Nonostante le bassissime emissioni e i costi energetici significativamente ridotti rispetto all’impiego di combustibili fossili, la diffusione dei sistemi che sfruttano l’energia geotermica a bassa entalpia (profondità generalmente comprese tra i 30 e i 150 m dal piano campagna), è ancora limitata da molteplici fattori. In questo ambito, gli amministratori del territorio esercitano un ruolo chiave in quanto, attraverso la predisposizione di strumenti di vario tipo (informativi, normativi e tecnici), essi possono imprimere un impulso importante allo sviluppo dei sistemi geotermici di bassa profondità, ampliando così il ventaglio di tecnologie attualmente disponibili per lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili [...]

Nella tesi sono state valutate le prestazioni energetiche di un edificio esistente ed i possibili interventi migliorativi da porre in opera per migliorare dette prestazioni in riferimento all'involucro edilizio, agli impianti e alla produzione di energia da fonti rinnovabili.

La tematica del presente scritto è l’analisi teorico-sperimentale del sistema edificio-impianto, che è funzione delle soluzioni progettuali adottate, dei componenti scelti e del tipo di conduzione prevista. La Direttiva 2010/31/CE sulle prestazioni energetiche degli edifici, entrata in vigore l’8 luglio 2010, pubblicata sulla Gazzetta Europea del 18 giugno 2010, sostituirà, dal 1º febbraio 2012, la direttiva 2002/91/CE. La direttiva prevede che vengano redatti piani nazionali destinati ad aumentare il numero di “edifici a energia quasi zero” e che entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione dovranno essere “edifici a energia quasi zero”, per gli edifici pubblici questa scadenza è anticipata al 31 dicembre 2018. In questa prospettiva sono stati progettati due “edifici a energia quasi zero”, una villa monofamiliare e un complesso scolastico (scuola dell’infanzia, elementare, media inferiore) attualmente in via di realizzazione, con l’obiettivo principale di fornire un caso studio unico per ogni tipologia in quanto anche modulare e replicabile nella realtà del nostro territorio, che anticipano gli obiettivi fissati dalla Direttiva 2010/31/CE. I risultati ottenibili dai suddetti progetti, esposti nella tesi, sono il frutto di un attenta e proficua progettazione integrata, connubio tra progettazione architettonica ed energetico/impiantistica. La stessa progettazione ha esaminato le tecnologie, i materiali e le soluzioni tecniche “mirate” ai fini del comfort ambientale e di un’elevata prestazione energetica dell’edificio. Inoltre è stato dedicato ampio rilievo alla diagnosi energetica degli edifici esistenti attraverso 4 casi studio, i principali svolti durante i tre anni di dottorato di ricerca, esemplari del patrimonio edilizio italiano. Per ogni caso studio è stata condotta una diagnosi energetica dell’edificio, valutati i risultati e definita la classe energetica, ed in seguito sono stati presi in considerazione i possibili interventi migliorativi sia da un punto di vista qualitativo sia economico tenendo conto degli incentivi statali per l’incremento dell’efficienza energetica.

La tematica del presente scritto è l’analisi teorico-sperimentale del sistema edificio-impianto, che è funzione delle soluzioni progettuali adottate, dei componenti scelti e del tipo di conduzione prevista. La Direttiva 2010/31/CE sulle prestazioni energetiche degli edifici, entrata in vigore l’8 luglio 2010, pubblicata sulla Gazzetta Europea del 18 giugno 2010, sostituirà, dal 1º febbraio 2012, la direttiva 2002/91/CE. La direttiva prevede che vengano redatti piani nazionali destinati ad aumentare il numero di “edifici a energia quasi zero” e che entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione dovranno essere “edifici a energia quasi zero”, per gli edifici pubblici questa scadenza è anticipata al 31 dicembre 2018. In questa prospettiva sono stati progettati due “edifici a energia quasi zero”, una villa monofamiliare e un complesso scolastico (scuola dell’infanzia, elementare, media inferiore) attualmente in via di realizzazione, con l’obiettivo principale di fornire un caso studio unico per ogni tipologia in quanto anche modulare e replicabile nella realtà del nostro territorio, che anticipano gli obiettivi fissati dalla Direttiva 2010/31/CE. I risultati ottenibili dai suddetti progetti, esposti nella tesi, sono il frutto di un attenta e proficua progettazione integrata, connubio tra progettazione architettonica ed energetico/impiantistica. La stessa progettazione ha esaminato le tecnologie, i materiali e le soluzioni tecniche “mirate” ai fini del comfort ambientale e di un’elevata prestazione energetica dell’edificio. Inoltre è stato dedicato ampio rilievo alla diagnosi energetica degli edifici esistenti attraverso 4 casi studio, i principali svolti durante i tre anni di dottorato di ricerca, esemplari del patrimonio edilizio italiano. Per ogni caso studio è stata condotta una diagnosi energetica dell’edificio, valutati i risultati e definita la classe energetica, ed in seguito sono stati presi in considerazione i possibili interventi migliorativi sia da un punto di vista qualitativo sia economico tenendo conto degli incentivi statali per l’incremento dell’efficienza energetica.

Il presente studio e' rivolto alla comprensione del ruolo che le analisi delle prestazioni energetiche degli edifici hanno nello studio e nella pratica della progettazione architettonica. In accordo con i principi fondamentali della Progettazione Ambientale si sostiene che aspetti come le prestazioni termiche, il comfort acustico, i livelli di illuminazione naturale, siano di fondamentale importanza nella progettazione di tutti gli edifici e che debbano essere valutati gia' nelle prime fasi del processo di progettazione. In tal senso, gli strumenti di simulazione e analisi delle prestazioni energetiche sono, oggi, in grado di supportare i progettisti nelle prime fasi del processo. Con l'obbiettivo di sperimentare rapidamente gli effetti energetico-prestazionali gia' delle prime rudimentali soluzioni architettoniche in base all'orientamento, ai materiali, dimensioni e distribuzione delle aperture, dispositivi di ombreggiatura, ecc; gli strumenti di analisi e di simulazione possono accompagnare, con rapidi e semplici riscontri, il processo di progettazione sino all'individuazione della soluzione formale e funzionale del progetto. L'integrazione, sin dalle prime fasi, di veloci ed efficaci analisi avra' come risultato non solo un miglioramento delle prestazioni energetiche finali dell'edificio, ma permettera' di conoscere e valutare gli effetti e le conseguenze di ogni singola scelta progettuale e comprendere cosi' le ragioni della prestazione energetica finale stessa. The aim of this study is the understanding of the role that building energy performance has in the study and practice of building design. According to the main principles of the Environmental Design, it argues that conditions such as thermal performance, acoustic comfort, lighting levels, are of fundamental importance in the building design and that these aspects should be considered at the very earliest stages of the design process. Now, energy building design tools are able to support designers in the early design stages. The aim is to allow the designers to begin with rudimentary forms, experimenting with effects of orientation, materials, window size and distribution, shading systems, etc. Energy building design tools can follow, quickly and in a smart manner, the design process until the final functional and formal solution of the project. Integrating, fast and efficient, energy performance analysis into the initial stages of design, will not only improve the whole energy building performance, but allow to understand the effects of each design decision and, thus, to understand why building will perform in this way. The aim of this research is to discuss the role that building performance modeling and simulation plays in the study and practice of Architecture. It argues that energy performances and indoor comfort levels are of fundamental importance in the design of all buildings and should therefore be considered by the design architects at the very earliest stages of the design process. This work basically agrees with the proposition that design is no longer dominated by physical structure thinking but by performance and system based concerns. However, is possible to recognise the need to find appropriate criteria, which are directly related to design actions, to evaluate performance and therefore effectively relate design decisions to simulation results. It is believed that the best way to set up a conversation between designers and simulationists isn't to swing between the two points of view but to establish a unified framework for discussion disconnected from any specific tool or performance target. The state of the art presented by SERI (Sustainable European Research Institute) in 1985 acknowledged the fact that a comprehensive design process for energy efficient buildings was nonexistent due to complex and case-by-case interactions between the weather and the building surroundings, usage, client preferences, etc. and this view is still valid today. The challenge of reducing energy consumption as a new design issue is still there in terms of architecture. The difference between 1985 and today is that ''environmentally friendly'' components and simulation tools to evaluate building performance are now quite well developed, but much is still to be done with regards to the overall building context. In either case the identified need is to deal with the building as a whole not by assemblage of components. We are now in an age where building performance targets will not only be set but will be explicitly measured as well, so architects who do not integrate creativity and rational technology risk becoming purely professional specifiers of ''environmentally friendly'' components that might even influence the overall performance of a building depending on the overall context they are put into. It seems to be a contradiction to think that Architecture is not making it happen, and it is the aim of this study to understand why and to start a discussion about a possible way to overcome this problem. The starting point is a review of the methods currently used to analyse simulation tool results, as well as the methods used to integrate simulation tool results into the design process. This research try to illustrate the main trends and to identify the overall reasons for this integration and to propose to integrate simulation tools into the design process by setting up a common framework.

La messa in sicurezza, miglioramento e adeguamento sismico del patrimonio edilizio esistente costituiscono da sempre uno dei settori più importanti dell’ingegneria civile. Ad oggi molte sono le tecnologie utilizzate per il miglioramento del livello di sicurezza sismico ma poche sono versatili e di facile realizzazione, impedendo spesso la fruizione del fabbricato. Per far fronte a tali esigenze nasce il progetto regionale “TimeSafe”, sinonimo di “Tecnologie integrate ed innovative a limitato impatto ed invasività per il miglioramento sismico di edifici senza interruzione d’uso”. All’interno del progetto TimeSafe si sviluppano nuove tecnologie, tra loro integrate e a bassa invasività, che consentono la realizzazione per fasi di un rinforzo esterno con lo scopo di aumentare sia il livello di sicurezza sismico della struttura sia altre prestazioni come ad esempio quella energetica. Fondamentale importanza è stata data all’ottenere un basso impatto e alla personalizzazione del sistema in modo da garantire il suo impiego nella maggior parte dei contesti edilizi. Lo scopo del presente elaborato di tesi riguarda la modellazione numerica di dettaglio di un singolo modulo rappresentativo della struttura, avendo come obiettivo la previsione del reale comportamento del rinforzo e fungere da supporto alle imminenti prove di laboratorio. In particolare lo studio verterà dapprima sulla validazione dei due software Midas FEA e Midas FEA NX, per poi passare allo studio del singolo modulo di rinforzo. Si passerà quindi alla realizzazione di modelli semplificati e di dettaglio attraverso i quali si andranno a definire il comportamento del rinforzo e la quantità di armatura da considerare nell’elemento parete. Concludendo, al fine di considerare l’applicabilità di tale rinforzo in zone sismiche differenti, si sono eseguite delle analisi di sensibilità variando la sezione dei pilastri e la quantità di armatura in essi inserita, calcolati attraverso una valutazione parametrica.

L’obiettivo dello studio è principalmente confrontare l’importanza della conformazione architettonica degli edifici residenziali ai fini della valutazione delle prestazioni energetiche. In particolare, si vuole valutare l’incidenza del dettaglio nella modellazione rispetto ai principali indicatori energetici. Inizialmente è stata fatta una ricognizione, nel complesso quadro normativo, sul concetto di efficienza energetica degli edifici, dal livello europeo alla legislazione nazionale e regionale, regione Veneto. È stata analizzata anche la normativa tecnica in materia italiana ed europea. Definizione di concetto di NZEB, nelle sue accezioni, definendone caratteristiche e quadro critico italiano. Analisi del concetto di efficienza energetica di un edificio e focus su: prestazione energetica, fabbisogno energetico, definizioni di trasmittanza termica, ponti termici, attestato di prestazione energetica (APE). Introduzione del caso di studio,edificio residenziale sito a Concordia Sagittaria, e descrizione di: configurazione architettonica, tipologia strutturale, impianti, consumi, stato di conservazione, progetto di miglioramento, materiali utilizzati, stratigrafie, tipologie abitative. Il caso di studio è stato scelto all’interno del progetto europeo TripleA-reno. Definito il software di modellazione è stata effettuata una valutazione dettagliata della prestazione energetica dell’edificio che è stato successivamente approssimato. Si sono poi messe a confronto le diverse valutazioni energetiche e valutati quali parametri vengono maggiormente influenzati dalla semplificazione introdotta. Lo studio è stato condotto sia per lo stato di fatto che per un paio di casi in stato di progetto. In parallelo è stato condotto un monitoraggio ambientale ed etnografico per valutare l’effettivo comfort abitativo in alcuni appartamenti rilevando i principali parametri ambientali (temperatura, umidità relativa, CO2 e consumi elettrici) in parallelo alle sensazioni degli abitanti.

Obbiettivo principale del presente lavoro di tesi è quello di valutare, attraverso un intervento di ristrutturazione importante su un edificio residenziale, un differente approccio metodologico alle tematiche impiantistiche, energetiche ed ambientali. Attraverso la combinazione del Building Information Modeling, di software specifici per l’analisi energetica e del protocollo di sostenibilità ambientale GBC HOME, di derivazione LEED, ma adattato al panorama tipologico e normativo italiano, si cercherà, da un lato di ottimizzare l’intero processo di progettazione architettonica ed impiantistica e dall’altro, si cercherà di porre particolare attenzione al confronto delle metodologie di analisi energetica promosse, dal protocollo di sostenibilità preso in esame ed invece quelle previste dalle leggi nazionali vigenti. Da una prima analisi dello stato di fatto, si proseguirà poi alla progettazione degli interventi di miglioramento delle caratteristiche termiche dell’involucro, come ad esempio l’installazione di cappotto isolante e la sostituzione dei serramenti, grazie ai quali sarà possibile contenere le dispersioni termiche ed installare, in linea con le principali politiche internazionali di decarbonizzazione, efficienti sistemi impiantistici in poma di calore. Si otterrà dunque come risultato finale un edificio ad alte prestazioni e completamente indipendente da forniture di gas metano ed in grado, perciò, di annullare le emissioni di CO2 all’interno dei confini della proprietà. Si cercherà inoltre di approfondire le potenzialità di sistemi di ventilazione meccanica controllata attraverso il diretto confronto con due differenti scenari di progetto, in funzione di una trattazione globale del concetto di sostenibilità. Infine, l’analisi dei risultati ottenuti consentirà di mettere in evidenza l’importanza dell’adozione di una analisi non esclusivamente energetica, in grado di valorizzazione e meglio giustificare tutte le scelte progettuali fatte.

Il percorso affrontato per lo svolgimento della tesi si muove nell’ambito del progetto europeo “Abracadabra” finalizzato ad evidenziare le opportunità tecnico-economiche di riqualificazione degli edifici esistenti tramite sistemi di addizioni volumetriche che possano portare gli edifici a nZEB dal punto di vista energetico e possano determinarne un incremento del loro valore immobiliare. Il lavoro svolto mira in particolare ad analizzare gli effetti energetici delle addizioni volumetriche di facciata tramite soluzioni architettoniche e tecnologiche che possano portare a minimizzare i fabbisogni annuali per la climatizzazione degli ambienti interni ed al contempo possano garantire adeguati ricambi di aria. Le valutazioni sono state eseguite su un edificio esistente realizzato a Bologna negli anni ’70 e avente quindi caratteristiche termofisiche molto scadenti. Partendo da soluzioni tradizionali che prevedono la realizzazione di sistemi di isolamento termico a cappotto e sostituzione degli infissi, lo studio si è incentrato sulla analisi delle seguenti soluzioni: 1)creazioni di terrazzamenti esterni con serre apribili su tutta la facciata esterna, 2)creazioni di terrazze e sistemi di tamponamento trasparenti a doppia pelle. Sono state analizzate diverse combinazioni delle soluzioni proposte valutando i vantaggi energetici ottenibili con installazione sulle facciate diversamente orientate. Le simulazioni energetiche sono state eseguite con modellazione dinamica tramite il software Design Builder su un appartamento tipo avente doppia esposizione (nord-sud) e ventilazione trasversale. I risultati offrono indicazioni importanti sulla scelta del sistema energeticamente più vantaggioso in funzione anche di diverse zone climatiche, evidenziando i parametri che consentono di portare l’edifico a prestazioni energetiche comparabili a quelle di un edificio nZEB.

Il presente studio si colloca all’interno di una ricerca più ampia volta alla definizione di criteri progettuali finalizzati all’ottimizzazione delle prestazioni energetiche delle cantine di aziende vitivinicole, di dimensioni produttive medio - piccole. Nello specifico la ricerca riguarda la riqualificazione di fabbricati rurali esistenti di modeste dimensioni, da convertire a magazzini per la conservazione del vino in bottiglia. Lo studio si pone come obiettivo la definizione di criteri di analisi per la valutazione di interventi di retrofit di tali fabbricati, volto sia al miglioramento delle prestazioni energetiche dell’involucro edilizio, sia alla riduzione del fabbisogno energetico legato al funzionamento di eventuali impianti di controllo termico. La ricerca è stata condotta mediante l’utilizzo del software di simulazione termica Energy Plus, per ottenere i valori simulati di temperatura interna relativi ai diversi scenari migliorativi ipotizzati, e mediante la successiva definizione di indicatori che esplicitino l’influenza delle principali variabili progettuali sull’andamento delle temperature interne dei locali di conservazione e sul fabbisogno energetico del fabbricato necessario a garantire l’intervallo di temperatura di comfort del vino. Tra tutti gli interventi possibili per il miglioramento della prestazione energetica degli edifici, quelli analizzati in questo studio prevedono l’aggiunta di un isolamento a cappotto delle pareti esterne, l’isolamento della copertura e l’aggiunta di una struttura ombreggiante vegetale esterna. I risultati ottenuti danno una prima indicazione sugli interventi più efficaci in termini di miglioramento energetico e mettono in luce l’utilità del criterio proposto nell’evidenziare le criticità degli interventi migliorativi ipotizzati. Il metodo definito nella presente ricerca risulta quindi un valido strumento di valutazione a supporto della progettazione degli interventi di retrofit dei fabbricati rurali da convertire a magazzini per la conservazione del vino.
This study is part of a broader research that aims to define design criteria to optimize energy performances of wineries in small-medium wine-growing and producing farms. Specifically, the research involves the renovation of small existing farm buildings, to be converted into warehouses for wine bottles storage. The study aims to define analysis criteria for the building retrofit assessment aimed at the evaluation of the building envelope energy performance for unconditioned buildings and of the reduction of thermal control system energy demand for conditioned buildings. The hypothesized retrofit interventions consist in the addition of thermal insulation applied on the external walls, roof insulation and external vegetable shading structure. These interventions are evaluated separately and combined. The study was carried out by means of the energy simulation program EnergyPlus. For each scenario EnergyPlus provided, as output, building indoor temperatures allowing the definition of indicators based on the thermal comfort for the wine. The indicators showed the influence of the considered intervention on the indoor temperatures or on the building’s energy demand. The results give first indications on the most effective retrofit intervention in terms of energy efficiency and underline the usefulness of the proposed criterion to highlight retrofits’ critical issues. The method defined in this research is therefore a valuable assessment tool to support retrofit’s design of farm buildings to be converted into wine-aging room.