Urbee. Urban residential building energy efficient. Progetto di un edificio residenziale urbano ad alta efficienza energetica nel quartiere di Brera, Milano

The construction sector absorbs, at European level, about 40% of the final energy and produces 25% of CO2 emissions into the atmosphere. On the other side this is the sector with the greatest potential in the pursuit of objectives of environmental sustainability in the long term. For this reason, the thesis develops and analyzes a project of new construction in an urban area as an example of Net Zero Energy Building, as stated by the European Directive 2010/31/EU, and characterized by very low or almost zero energy needs, covered almost completely by energy produced on site from renewable sourcess, as written in the Italian Law 90 of August 3rd, 2013. Particularly, the project described in the thesis involves the construction of a residential building aimed at filling a gap between different buildings of Via Palermo, in the district of Brera in Milan. Since this is an operation within an existing urban void in the historic center of the city, it was decided to maintain the continuity and unity that characterize the front of the block. Given the requirements of healthiness that distinguish residential buildings, the obligation stated by the Plan of Government of the Territory of Milan was exploited to maintain a courtyard inside the lot of the project, in order to ensure high levels of interior brightness. The latter obtained through the processing of the project volume, defined as a result of appropriate analyzes of the acces to sunlight. This thesis aims to establish and optimize building parameters that most influence the behavior of the building related to the energy consumption and hygrothermic comfort. In this regard, considered the data provided by the examples available in the literature of the field of study, the following characteristics of the optimization process have been chosen: the thermal transmittance of the elements of the building envelope, the solar transmittance of transparent surfaces and the shading factor of the latter. These parameters have been implemented within the dynamic simulation of the design model, performed by combining the use of softwares TRNSYS and Genopt, in order to obtain high internal comfort conditions minimizing the energy consumption. Energy analysis was made considering also the trade-off between costs and performance, seeking a balance between the reduction of energy demand and the corresponding increase in the value of construction. In conclusion, the importance of dynamic simulation and energy optimization is confirmed in the definition of the shape and the performance of a building project, thus obtaining the highest standards of enegetical - economical - functional sustainability.

Il settore edilizio assorbe, a livello europeo, circa il 40% dell’energia finale e produce il 25% delle emissioni di CO2 in atmosfera. Per contro risulta il comparto con il maggior potenziale nel perseguimento di obiettivi di sostenibilità ambientale a lungo termine. Per questo motivo il lavoro di tesi sviluppa e analizza un progetto di nuova realizzazione in area urbana come esempio di edificio NZEB (Net zero energy building), come definito dalla Direttiva Europea 2010/31/EU, e nello specifico caratterizzato da un fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo e coperto in misura significativa da energia prodotta in sito da fonti rinnovabili, come riportato nella Legge 90 del 3 agosto 2013. Nel dettaglio il progetto descritto nel lavoro di tesi consiste nella realizzazione di un edificio residenziale finalizzato al ripristino della cortina edilizia di Via Palermo, nel quartiere di Brera a Milano. Trattandosi di un intervento posto all’interno di un vuoto urbano esistente nel centro storico della città, si è scelto di mantenere la continuità e la compattezza che caratterizzano il fronte dell’isolato. In considerazione dei requisiti di salubrità che contraddistinguono gli ambienti residenziali, si è sfruttato l’obbligo, posto dal Piano di Governo del Territorio di Milano, di mantenere una corte interna al lotto di progetto, allo scopo di garantire elevati livelli di luminosità interna. Quest’ultima ottenuta attraverso elaborazioni morfologiche del volume di progetto, definite a seguito di opportune analisi del soleggiamento. Questo lavoro di tesi si prefigge di stabilire ed ottimizzare i parametri edilizi che maggiormente influenzano il comportamento dell’edificio in ambito energetico e di comfort igrotermico. A questo proposito, presi in considerazione i dati forniti dagli esempi di studio reperibili nella letteratura di settore, sono state scelte come caratteristiche oggetto del processo di ottimizzazione: la trasmittanza termica degli elementi dell’involucro edilizio, la trasmittanza solare delle superfici trasparenti e il fattore di ombreggiamento di quest’ultime. Tali parametri sono stati implementati all’interno della simulazione dinamica del modello di progetto, eseguita combinando l’utilizzo dei software Trnsys e Genopt, al fine di ottenere elevate condizioni di comfort interno minimizzando i corrispettivi consumi energetici. L’analisi energetica è stata effettuata considerando inoltre il trade-off tra costi e prestazioni, cercando un equilibrio tra la riduzione del fabbisogno energetico e il rispettivo aumento del valore di costruzione. In conclusione si riconferma il ruolo della simulazione dinamica e dell’ottimizzazione energetica nella definizione delle caratteristiche morfologiche e prestazionali di un progetto architettonico, al fine dell’ottenimento di edifici conformi ai più elevanti standard di sostenibilità energetica – economica – funzionale.