Dipartimento di Architettura. Seminario Tecnico Energia, riqualificazione e restauro sostenibile del costruito. Modena 12 Novembre 2018

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1 Dipartimento di Architettura Centro Ricerche Architettura>Energia Seminario Tecnico Energia, riqualificazione e restauro sostenibile del costruito Modena 12 Novembre 2018 Dai risultati del progetto Unife Sostenibile agli obiettivi del progetto HeLLo : metodi di valutazione del patrimonio storico e delle tecnologie per il cappotto interno Prof. Pietromaria Davoli Arch. PhD. Marta Calzolari Arch. PhD. Luisa Dias Pereira Centro Ricerche Architettura>Energia Dipartimento di Architettura, Università degli studi di Ferrara

2 ACER Reggio Emilia CAPORCIANO (AQ) APICE VECCHIA (BN) Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster omogenei di EDILIZIA DI BASE STORICA (BORGO) ANALISI DEI METODI DI CALCOLO APPLICATI ALL EDILIZIA MONUMENTALE Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster omogenei di DI EDILIZIA RESIDENZIALE PUBBLICA Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster omogenei di EDILIZIA DI BASE STORICA (BORGO)

3 ACER Reggio Emilia CAPORCIANO (AQ) APICE VECCHIA (BN) FERRARA (UNIFE) Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster omogenei di EDILIZIA DI BASE STORICA (BORGO) ANALISI DEI METODI DI CALCOLO APPLICATI ALL EDILIZIA MONUMENTALE Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster omogenei di DI EDILIZIA RESIDENZIALE PUBBLICA Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster omogenei di EDILIZIA DI BASE STORICA (BORGO) Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster DISOMOGENI

4 d.lgs. 152/2005 DM 16 febbraio 2016 OBBLIGHI NORMATIVI D.LGS. 102/2014 Decreto d.lgs 311/2006 L. 90/2013 D.L. 63/2013 DM 26 Giugno 2015 RILEVAMENTO DELLE ESIGENZE Motore dell operazione Risorse economiche Obiettivi finali

5 d.lgs. 152/2005 DM 16 febbraio 2016 RILEVAMENTO DELLE ESIGENZE Motore dell operazione Risorse economiche Obiettivi finali OBBLIGHI NORMATIVI D.LGS. 102/2014 Decreto d.lgs 311/2006 L. 90/2013 D.L. 63/2013 DM 26 Giugno 2015 CRITICITÀ Comprendere le potenzialità del patrimonio edilizio e le priorità di intervento

6 STRUMENTO DI PROGRAMMAZIONE SPEDITIVA DEGLI INTERVENTI DI RETROFIT

7 definire livelli di intervento diversificati e calibrati STRUMENTO DI PROGRAMMAZIONE SPEDITIVA DEGLI INTERVENTI DI RETROFIT

8 individuare gli edifici con maggiori potenzialità di retrofit definire livelli di intervento diversificati e calibrati STRUMENTO DI PROGRAMMAZIONE SPEDITIVA DEGLI INTERVENTI DI RETROFIT

9 Condurre analisi economiche e stime di rientro degli investimenti individuare gli edifici con maggiori potenzialità di retrofit definire livelli di intervento diversificati e calibrati STRUMENTO DI PROGRAMMAZIONE SPEDITIVA DEGLI INTERVENTI DI RETROFIT

10 DATI CONSUMI IMMOBILI DATI DIMENSIONALI IMMOBILI Informazioni necessarie per DATI CONSUMI ciascun edificio IMMOBILI PRECEDENTI INTERVENTI O FUTURI PROGETTI

11 CLUSTER 01 Patrimonio immobiliare complessivo CLUSTER 02 CLUSTER n

12 CLUSTER 1. CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DELL EDIFICIO CAMPIONE infiltrazioni occupazione caratterizzazione tecnologica SIMULAZIONE ENERGETICA

13 CLUSTER 1. CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DELL EDIFICIO CAMPIONE 2. ESTENSIONE DEI RISULTATI AL CLUSTER E DEFINIZIONE DELLO STATO DI FATTO ENERGETICO

14 CLUSTER 1. CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DELL EDIFICIO CAMPIONE 2. ESTENSIONE DEI RISULTATI AGLI ALTRI EDIFICI E DEFINIZIONE DELLO STATO DI FATTO ENERGETICO 3. PROPOSTE DI RETROFIT E ANALISI ECONOMICA

15 49 COMPLESSI EDILIZI mq CAMPUS UNIVERSITARIO DI FERRARA

16 29 EDIFICI STORICI MONUMENTALI E MINORI

17 7 EDIFICI COSTRUITI TRA IL 1950 E IL 1980

18 10 EDIFICI DI NUOVA COSTRUZIONE

19 2 EDIFICI EX INDUSTRIALI

20 CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 CLUSTER 4 edifici di nuova costruzione CLUSTER 1A edifici storici monumentali CLUSTER 2 edifici storici minori CLUSTER 3 edifici costruiti tra gli anni CLUSTER 5 edifici ex industriali

21 CLUSTER 1A edifici storici monumentali SIMULAZIONE ENERGETICA DI DETTAGLIO 1. Analitico in regime mediamente stazionario 1. Analitico in regime dinamico Creazione di un modello energetico tridimensionale Calcolo dei fenomeni transitori Affinamento del modello di calcolo attraverso il confronto con i consumi reali

22 CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 CLUSTER 4 edifici di nuova costruzione CLUSTER 1A edifici storici monumentali CLUSTER 2 edifici storici minori CLUSTER 3 edifici costruiti tra gli anni CLUSTER 5 edifici ex industriali

23 CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 CLUSTER 4 edifici di nuova costruzione CLUSTER 1A edifici storici monumentali CLUSTER 2 edifici storici minori CLUSTER 3 edifici costruiti tra gli anni CLUSTER 5 edifici ex industriali

24 PARAMETRO VARIABILE PARAMETRO COSTANTE 01 FATTORE DI FORMA 02 TRASMITTANZE TERMICHE 03 UTENTE PARAMETRO COSTANTE PARAMETRO COSTANTE PARAMETRO COSTANTE HVAC 06 RICAMBI D ARIA 04 INFILTRAZIONI PARAMETRO COSTANTE 07

25 PARAMETRO VARIABILE FATTORE DI FORMA TRASMITTANZE TERMICHE PARAMETRO COSTANTE PARAMETRO COSTANTE PARAMETRO COSTANTE UTENTE HVAC INFILTRAZIONI PARAMETRO COSTANTE PARAMETRO COSTANTE RICAMBI D ARIA

26 CLUSTER 1A edifici storici monumentali SIMULAZIONE ENERGETICA DI DETTAGLIO 1. Analitico in regime mediamente stazionario 1. Analitico in regime dinamico Semplificazione del modello tridimensionale

27 CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 CLUSTER 4 edifici di nuova costruzione CLUSTER 1A edifici storici monumentali CLUSTER 2 edifici storici minori CLUSTER 3 edifici costruiti tra gli anni CLUSTER 5 edifici ex industriali

28 CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 CLUSTER 4 edifici di nuova costruzione CLUSTER 1A edifici storici monumentali CLUSTER 2 edifici storici minori CLUSTER 3 edifici costruiti tra gli anni CLUSTER 5 edifici ex industriali

29 CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 CLUSTER 4 edifici di nuova costruzione CLUSTER 1A edifici storici monumentali CLUSTER 2 edifici storici minori CLUSTER 3 edifici costruiti tra gli anni CLUSTER 5 edifici ex industriali CALCOLO SEMPLIFICATO DELLA PRESTAZIONE ENERGETICA DI TUTTI GLI EDIFICI DEL CLUSTER

30 PRESTAZIONE ENERGETICA POST INTERVENTO 1 2 STATO DI FATTO SCENARI DI RETROFIT INTERVENTI MINIMI MIGLIORAMENTO NZEB

31 PRESTAZIONE ENERGETICA POST INTERVENTO 1 2 STATO DI FATTO SCENARI DI RETROFIT 3 ANALISI ECONOMICA Payback period

32 STRUMENTO DI PROGRAMMAZIONE SPEDITIVA DEGLI INTERVENTI DI RETROFIT

33 STRUMENTO DI PROGRAMMAZIONE SPEDITIVA DEGLI INTERVENTI DI RETROFIT

34 SCENARI DI RETROFIT DATI EDIFICIO STATO DI FATTO SCENARIO 1 SCENARIO 2 SCENARIO 3

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39 CLUSTER 1A edifici storici monumentali SCENARIO 1 SCENARIO 2 SCENARIO 3 Sostituzione o aggiunta di valvole termostatiche (sist. di regolazione) 1+ sostituzione infissi e aggiunta ventilazione mecc. controllata isolamento copertura dall interno -9% 7/11 anni -18/34% 9/13 anni -50/80% 8/9 anni CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 Sostituzione o aggiunta di valvole termostatiche (sist. di regolazione) 1+ sostituzione infissi e aggiunta ventilazione mecc. controllata isolamento copertura dall interno -6/9% 9/12 anni -16/24% 16/19 anni -30/57% 10/21 anni CLUSTER 2 edifici storici minori Sostituzione impianto obsoleto (caldaia a gas) -9/16% 8/21 anni 1+ sostituzione infissi, aggiunta ventilazione mecc. controllata e isolamento a cappotto -60/90% 11/16 anni isolamento copertura dall interno e solaio a terra -70/90% 17 anni

40 CLUSTER 1A edifici storici monumentali SCENARIO 1 SCENARIO 2 SCENARIO 3 Sostituzione o aggiunta di valvole termostatiche (sist. di regolazione) 1+ sostituzione infissi e aggiunta ventilazione mecc. controllata isolamento copertura dall interno -9% 7/11 anni -18/34% 9/13 anni -50/80% 8/9 anni CLUSTER 1B edifici storici monumentali ristrutturati dopo il 1991 Sostituzione o aggiunta di valvole termostatiche (sist. di regolazione) 1+ sostituzione infissi e aggiunta ventilazione mecc. controllata isolamento copertura dall interno -6/9% 9/12 anni -16/24% 16/19 anni -30/57% 10/21 anni CLUSTER 2 edifici storici minori Sostituzione impianto obsoleto (caldaia a gas) -9/16% 8/21 anni 1+ sostituzione infissi, aggiunta ventilazione mecc. controllata e isolamento a cappotto -60/90% 11/16 anni isolamento copertura dall interno e solaio a terra -70/90% 17 anni

41 FERRARA (UNIFE) ANALISI DEI METODI DI CALCOLO APPLICATI ALL EDILIZIA MONUMENTALE Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster DISOMOGENI

42 IN REGIME DINAMICO Calcolo dei fenomeni transitori METODI DI CALCOLO ENERGETICO IN REGIME MEDIAMENTE STAZIONARIO parametri standard relativi a fattori climatici e occupazione METODI SEMPLIFICATI Limiti riconosciuti e approvati per edifici di nuova o recente costruzione Semplificazioni UNI TS Docet (CNR, Enea) METODO ANALITICO STANDARDIZZATO ELABORATO PER EDIFICI DI NUOVA O RECENTE COSTRUZIONE D.Lgs 311/2006 UNI TS 11300

43 DOCET + 40% c.a. rispetto a analitico standardizzato SEMPLIFICATO UNI TS % c.a. rispetto a analitico Standardizzato

44 CONSEGUENZE VALUTAZIONE SCORRETTA IL RISULTATO INFLUENZA LE SCELTE PROGETTUALI NEL MOMENTO DELLA DEFINIZIONE DELL INTERVENTO DI RIQUALIFICAZIONE 01 SCAMBI TERMICI CON ESTERNO: SOVRASTIMATI ECCESSIVO O INGIUSTIFICATO ISOLAMENTO DELL INVOLUCRO PROBLEMI DI COMPATIBILITÀ CON LA FABBRICA STORICA ALTERAZIONE DEL COMPORTAMENTO ENERGETICO ORIGINALE 02 SCAMBI TERMICI CON AMBIENTI NON RISCALDATI: SOTTOSTIMATI ANNULLAMENTO DEI VANTAGGI DELL ISOLAMENTO ESTERNO PER PERDITE DI CALORE INCONTROLLATE SVANTAGGI ECONOMICI SVANTAGGI IN TERMINI DI COMFORT

45 CONFRONTO TRA I METODI DI CALCOLO DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE APPLICATI ALL EDILIZIA STORICA REGIME DINAMICO - 50% c.a. rispetto a regime stazionario CAPACITA TERMICA VENTILAZIONE NATURALE FLUSSI CONVETTIVI RADIANTI PRESTAZIONE ENERGETICA DELLE ARCHITETTURE STORICHE: SFIDE E SOLUZIONI Analisi dei metodi di calcolo per la definizione del comportamento energetico MARTA CALZOLARI, Dipartimento di Architettura di Ferrara

46 LIMITI DERIVANTI DALLA IMPOSSIBILITÀ DI CONOSCERE TUTTI I DATI DI INPUT RICHIESTI, NECESSARI A COMPIERE UN CALCOLO ATTENDIBILE CALCOLO TRASMITTANZA TERMICA 01 CARATTERIZZAZION TERMICA E TERMICA CALCOLO RESISTENZA SUPERFICIALE INTERNA FLUSSO TERMICO ATTRAVERSO LA PARETE CONOSCENZA DELLA REALE STRATIGRAFIA 02 PONTI TERMICI PRESENZA CATENE METALLICHE CAMINI E CANNE FUMARIE DIVERSE TESSITURE MATTONI VERSO IL TERRENO 03 SCAMBI TERMICI CON AMBIENTI NON CLIMATIZZATI PER VENTILAZIONE NATURALE

47 FERRARA (UNIFE) HeLLo (A>E UNIFE) ANALISI DEI METODI DI CALCOLO APPLICATI ALL EDILIZIA MONUMENTALE 2018 Progetto europeo HeLLo: mira ad aumentare la consapevolezza degli addetti ai lavori Protocollo di rilievo e di analisi semplificata e speditiva per la diagnosi energetica di cluster DISOMOGENI

48 OBIETTIVO GENERALE > diffondere la consapevolezza sulle soluzioni di retrofit di energia più comuni + ad accrescerne la conoscenza applicazione negli edifici storici 2 OBIETTIVI SPECIFICI > verificare la compatibilità di tecnologie già certificate e applicate a nuove edifici su costruzioni storiche e, > creare un programma di divulgazione che apre le porte del laboratorio al di fuori dei confini accademici COME SI RAGGIUNGE L'OBIETTIVO > creazione di un laboratorio sperimentale in cui testare tali tecnologie e quantificazione delle prestazioni reali > un progetto di 'laboratori di disseminazione' per vivere il laboratorio

49 Trovaci: hello.h2020.unife Hello_h2020_unife

50 CONTATTI Centro Ricerche Architettura>Energia Università degli Studi di Ferrara, Dipartimento di Architettura Via della Ghiara, FERRARA Tel./Fax Web Principale bibliografia: Belpoliti V., Bizzarri G., Calzolari M., Cattani E., Davoli P., Rinaldi A. (2017), Grandi patrimoni pubblici. Strumenti di supporto alla programmazione degli interventi di retrofit energetico. Il caso dell Università di Ferrara, RECUPERO E CONSERVAZIONE, vol. 142, pp , Milano DeLettera Editore [ISSN ] (rivista on-line) Calzolari M. (2016), Prestazione energetica delle architetture storiche: sfide e soluzioni. Analisi dei metodi di calcolo per la definizione del comportamento energetico, Franco Angeli Editore, Milano [ISBN: ]