Definizione dei limiti di energia per edifici residenziali esistenti con la metodologia cost optimality

The purpose of this paper is to redefine existing (built before 2006) residential Lombard buildings’ limits of energy performance by Cost Optimality methodology, issued by the European Union with the Directive 2010/31/EU (Energy Performance of Buildings Directive recast), in order to reach an "optimal solution", which is the energy performance level that leads at the lowest cost during the estimated economic life cycle. The first step has been the definition, through statistical and historiographical surveys, of morphological, technological and system archetypes, subsequently divided by class period of construction. Then, all the improvements, affecting the primary energy requirement and applicable to the technology (envelope and windows) and to the plant system of each prototype, have been screened watching out not to invasively operate on the architectural and practical scope. Each measure was computed assuming its entire life cycle and obtaining the Net Present Value (NPV), which is the total cost expressed in €/m2 (in this way the costs incurred were directly comparable among the different morphological types of buildings identified), with an observation period of 30 years. Moreover, each intervention led to a reduction in energy demand for heating and/or domestic water for the building, as seen in the variation of the building primary energy need (EP), expressed in kWh/m2 per year. All the compatible archetypes’ energy efficiency measures have been matched by an iterative process, producing the values of NPV and EP, which have finally been compared in order to get the global optimum, which is the best energy performance at the lowest possible total cost.

Lo studio svolto in questo lavoro di tesi ha lo scopo di rivalutare i limiti di energia degli edifici residenziali di costruzione antecedente al 2006 presenti nel territorio della regione Lombardia, utilizzando la metodologia del Cost Optimality definita dalla Direttiva Comunitaria 2010/31 UE (EPBD recast), il cui obiettivo finale è l’individuazione della “soluzione ottimale” ovvero del livello di prestazione energetica che conduce al costo più basso durante il ciclo di vita utile dell’edificio. In prima analisi si sono individuati, attraverso indagini statistiche e storiografiche, gli archetipi morfologici, tecnologici ed impiantistici dei fabbricati, che sono stati poi suddivisi ulteriormente per classi d’epoca di costruzione. Individuati questi prototipi, sono stati vagliati tutti gli interventi migliorativi che influiscono sul fabbisogno di energia primaria applicabili alla tecnologia (involucro e serramenti) ed al sistema impiantistico di ciascuno di essi, prestando particolare attenzione a non attuare procedure invasive dal punto di vista architettonico né funzionale. Ciascuna misura ipotizzata è stata computata nel suo intero ciclo di vita, ricavandone il Valore Attuale Netto (VAN), cioè il costo globale espresso in €/m2 (in modo tale che i costi sostenuti fossero direttamente confrontabili tra le varie tipologie morfologiche di edifici individuati), in un’analisi economica con un periodo di osservazione di 30 anni. Ogni intervento ha comportato, inoltre, una diminuzione nel fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale e/o per l’acqua calda sanitaria dell’edificio, come riscontrabile nella variazione dell’indice EP (Energia Primaria) dell’edificio, espresso in kWh/m2 annui. Dopo aver combinato tra loro tutte le misure di efficienza energetica possibili e compatibili tra loro per ciascun archetipo attraverso un processo iterativo, i valori di VAN ed EP così ricavati sono stati, infine, confrontati per ottenere la condizione di ottimo globale, cioè la prestazione energetica migliore al minor costo globale possibile.