Analisi e progetto delle prestazioni energetiche degli edifici scolastici

This study intends to examine the energetic evaluation of scholastic buildings. In particular the major objective is to define the best layout of building envelope and plant system of a classroom in order to reduce the heating, cooling and lighting energy needs, with an improve in energy comfort. The study compares the results obtained from static methods indicated by norm with data from dynamic methods proposed by software. The first step consists in the examination of the school building complex. Despite the topic is really up to date in the national and international investigations, with recent publication of new studies, unfortunately it’s still quite difficult to obtain a complete evaluation of scholastic buildings energy needs. This is because the data derived from fragment studies and local investigations without a common objective. Our analysis focused on the scholastic buildings located in Lombardy region, in particular ones situated in the province of Milan. During the second step we analyzed the existing regulations on calculation of two aspects that are too often overlooked during the energy analyses: the evaluation of the energy need to light the location up and the calculation of the internal temperature during summer in rooms without air conditioning. In particular in this step we searched for some software which could calculate these output data and we finally decided to use Comfen, a program that allows calculating the energy needs and the internal temperature of the rooms. We also achieved some comparative examples in order to understand how much the results obtained with the software move away from data obtained with existing regulations. In the last step we used the software Comfen as modelling tool of a classroom. In order to optimize the energy needs and the indoor comfort we changed some parameters of installations and building envelope elements, so that we obtained a high number of case studies. We finally defined the best strategies to apply to the scholastic buildings to optimize their energy performances.

Il presente studio s’inserisce nell’ambito della valutazione energetica degli edifici scolastici. In particolare l’obiettivo è la definizione delle migliori configurazioni d’involucro e impiantistiche per la riduzione dei consumi di riscaldamento, raffrescamento e illuminazione di un’aula scolastica e miglioramento del comfort termico. L’analisi prevede il confronto dei risultati ottenuti dai metodi stazionari suggeriti dalle norme con quelli derivanti dai metodi dinamici proposti dai software. La prima fase consiste nell’analisi del parco edilizio scolastico. Nonostante si tratti di una tematica di grande attualità sia a livello nazionale sia internazionale, che ha visto la recente pubblicazione di alcune ricerche, non è così immediato tracciare un quadro esaustivo dei consumi energetici di questi edifici. Questo è dovuto al fatto che le informazioni provengono da studi frammentati o da ricerche promosse a livello locale con obiettivi diversi tra loro. L’analisi si è concentrata sugli edifici scolastici presenti in Lombardia, in particolare a quelli della provincia di Milano. La seconda fase del lavoro prevede lo studio delle normative esistenti per il calcolo di due aspetti che spesso vengono trascurati nelle analisi energetiche. Si tratta del calcolo del fabbisogno energetico per illuminare gli ambienti e della temperatura interna nei locali in estate in assenza di climatizzazione. In particolare in questa fase è stata svolta anche una ricerca dei software in grado di calcolare questi output. Tra i tanti si è deciso di utilizzare Comfen, programma che consente il calcolo dei fabbisogni e della temperatura interna dei locali. Per capire quanto i risultati delle normative si scostano dai valori ricavati dal software, si sono eseguiti degli esempi comparativi. L’ultima fase invece prevede la modellazione di un’aula scolastica per mezzo del software Comfen. Per ottimizzare i consumi energetici e il comfort interno sono stati fatti variare una serie di parametri in termini di componenti d’involucro e impianti, arrivando così a coprire un elevato numero di casistiche. Si arriva quindi a definire quali possano essere le migliori strategie da applicare agli edifici scolastici per l’ottimizzazione delle prestazioni energetiche.