Prestazioni energetiche degli edifici: metodologie, componenti e tecnologie per la riduzione della domanda di energia primaria del sistema edificio/impianti

Il progetto di ricerca presentato in questo lavoro di Tesi mira a supportare lo sviluppo e la diffusione di soluzioni e tecnologie innovative nonchà© logiche di progettazione finalizzate all'ottimizzazione dei consumi di energia primaria e della vivibilità  indoor nel sistema edilizio, sia con riferimento alla progettazione ex-novo sia (e soprattutto) alla riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente. In dettaglio, il tema di ricerca si incardina su quelle che possono considerarsi le due leve fondamentali attraverso cui un edificio puಠraggiungere il livello ottimale di prestazione energetica con il minor costo globale: - metodologie di analisi e diagnosi delle prestazioni energetiche degli edifici; - analisi di soluzioni anche innovative per l'efficientamento del sistema edificio/impianti. Relativamente al primo aspetto, in questo lavoro di Tesi, viene presentata una metodologia per la diagnosi energetica degli edifici, evidenziando le maggiori criticità  relative alla fase di caratterizzazione (audit) e alla simulazione tramite modello energetico calibrato, laddove sia richiesta un'analisi del comportamento reale dell'edificio (Tailored Rating) e non un'analisi su dati standardizzati (Design Rating). La procedura messa a punto ਠpresentata con applicazione a tre casi studio: Palazzo dell'Aquila Bosco Lucarelli (edificio storico) e Palazzo Ex-INPS (edificio della prima metà  del †˜900) che costituiscono due delle sedi amministrative e didattiche del Dipartimento di Ingegneria dell'Università  degli Studi del Sannio; l'edificio Day-Hospital del complesso ospedaliero †œG. Pascale†�, sito in Napoli. Il motore di simulazione utilizzato per determinare le prestazioni attuali e potenziali degli edifici in oggetto ਠEnergyPlus. Inoltre, nell'ottica di ottimizzare gli strumenti a disposizione della diagnostica degli edifici ਠstato messo a punto un modello numerico di risoluzione dei ponti termici, implementato in Matlab, che puಠessere integrato all'interno dei codici di simulazione energetica dinamica pi๠diffusi nella ricerca in tema di efficienza energetica in edilizia. Nel lavoro di tesi, per questo modello sono presentate validazioni numeriche e sperimentali per valutare l'affidabilità  del metodo in termini di precisione della soluzione e di tempi di calcolo. Relativamente all'analisi delle soluzioni per l'efficientamento del sistema edificio/impianti, la ricerca ਠstata sviluppata su due macro-piani convergenti. In particolare, una fase ha riguardato analisi dettagliate di singoli interventi di riqualificazione energetica, evidenziando i principali aspetti relativi alle metodologie di calcolo e ai parametri prestazionali necessari a valutarne l'efficacia. Rispetto all'ampia casistica approfondita durante questi anni, si ਠritenuto interessante riportare in questo lavoro di Tesi l'approccio utilizzato nell'ambito delle tecnologie innovative per l'efficientamento energetico in edilizia. Attualmente, nel panorama delle Energy Efficiency Measures ci sono interventi che sono pronti e non diffusi (es. Phase Changing Materials), altri che sono diffusi ma non sono studiati in maniera adeguata (es. Green Roofs). In accordo a cià², in questo elaborato, viene presentata l'analisi dell'effetto dell'integrazione dei Phase Changing Materials nei comuni materiali da costruzione attraverso casi studio su edifici tipo rappresentativi dello stock edilizio europeo e un'analisi di convenienza energetica, ambientale ed economica del ricorso alle coperture a verde. L'altro aspetto approfondito riguarda l'approccio globale alla progettazione di interventi di riqualificazione energetica di un edificio attraverso la valutazione energetica, ambientale ed economica di possibili scenari di retrofit, mediante azioni sia sull'involucro opaco e trasparente che sugli impianti asserviti all'edificio. In dettaglio, nel lavoro di Tesi viene presentata la progettazione del retrofit energetico degli edifici per i quali ਠstato costruito il modello numerico di simulazione attraverso la metodologia di diagnosi energetica proposta. Nello specifico, il retrofit di Palazzo dell'Aquila Bosco Lucarelli e Palazzo Ex-INPS consente di evidenziare le principali problematiche dei vincoli dovuti alla natura storico-artistica di un edificio o del contesto in cui questo ਠinserito. Relativamente al retrofit del Day-Hospital dell'Istituto G. Pascale, una prima parte del lavoro ਠincentrata sull'applicazione di interventi tradizionali sull'involucro edilizio volti a stabilizzare le condizioni interne e rimuovere le attuali criticità . A questa segue un approfondimento sulle prestazioni del sistema HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning), attraverso lo studio di nuove combinazioni delle tecnologie esistenti e strategie di controllo del microclima con l'obiettivo di massimizzare il risparmio energetico. Evidentemente perà², il raggiungimento degli obiettivi comunitari in termini di sviluppo sostenibile richiede un'analisi che non si fermi al singolo edificio ma che, diversamente, riguardi l'efficienza energetica in senso ampio. àˆ necessario, cioà¨, sviluppare un nuovo approccio metodologico che consenta la comprensione delle prestazioni energetiche di un intero territorio urbanizzato, nonchà© strumenti di gestione e di supporto alle decisioni per l'analisi ed il governo delle trasformazioni territoriali. Una parte del lavoro presentato in questo elaborato riguarda la messa a punto di una procedura di analisi che, applicata al trinomio edificio-città -territorio, sfruttando le potenzialità  di un Sistema Informativo Territoriale, consenta la caratterizzazione energetica del patrimonio edilizio di ampi contesti urbani. La metodologia ਠpresentata con applicazione al centro storico della città  di Benevento. Il metodo, i risultati, e la loro affidabilità  consentono di elaborare †œmappe energetiche urbane†� (MEU), che costituiscono uno strumento importante per un'evoluta pianificazione energetica a livello di distretto, sia in termini di controllo del territorio che di valutazione delle potenzialità  di riqualificazione. Infine quindi partendo dagli studi e dalle criticità  emerse mediante analisi energetica a scala di distretto urbano, viene affrontato l'aspetto della progettazione di sistemi di teleriscaldamento per porzioni esistenti di città .