Prefabitare. Soluzioni prefabbricate ad alta efficienza energetica per il recupero edilizio : il caso studio di Via del Carroccio, Cinisello Balsamo (MI)

The thesis borns from the interest for the thematic of the building recovery and the study of technological solutions energetically efficient in order to facilitate the riqualification of the existing heritage. The project consists in a functional and performance recovery of a public residential building, propriety of ALER company, settled in Cinisello Balsamo near Milan, through the application of technological elements able to optimize the processes of the building interventions with consequent benefits for the consumption. The thesis is developed in three macro-steps: an initial analysis of the case study of the contest in which the building is settled, in a second stage follows the architectural and technological design phase, and finally the development of a more deepen study of the technological solutions, a check of the structural, heating and energetic system intervention, with a specific attention to renewable resources proposals. The first step analysis is fulfilled in order to outline the historical contest in which the building is placed, for comprehend all the done design options. Afterwords followed the study of the area and the relations with the contest. In this phase there is a meticolous description of the principal objectives of the “Contratto di Quartiere II”, in which Via del Carroccio 18 case study takes place, and the intervention methodologies proposed. The project of urban regeneration suggests not only physical design actions, but also attention to the social sphere in order to emprove the complex interactions of the neighborhood: living, security and working. In a second time we will find an analysis of the case study to pinpoint the performance , spatial and relational obsolescence factors that become strength points for substantial proposals in the design phase. The project design line guides aim to a complete reorganization of the living space increasing the value of the existing quality, but giving at the same time new functional solutions able to diversificate the dwelling offer of the old building ensuring a new flexibility to the new client requirements. The technological research is structured around the intervention strategies over the functional and performance requirements analysis. The applied interventions are three: the raising , in which are designed new dwelling typologies, the external skin, in order to promote and improve the performances and the distribution of the living spaces, and new open spaces. The additions on the façade are made with light “hanging “structures on the overlay cantilever, for facilitate the façade panels installation and to allow an easy access to the garage. The design of the new elements focuses around the use of dry stratigraphy on steel panels for guarantee the energetic efficiency requirements, minimizing the loads over the existing. The adopted solutions for the skin façade come from two research projcts made by the Politecnico di Milano, the aim is to offer prefabicated solutions energetically efficient, suitable for the building recovery. The intervention on the façade overtures provides the application of EASEE panels (Envelope Approach to improve Sustainability and Energy efficiency in Existing multi-storey multiowner residential buildings) in fiber-concrete and insulation EPS (extruded polystyrene foam). In a second step we have studied how to optimize the installation of the panels, in order to minimize the time and the costs of intervention, with a detailed solution of the panels anchorage. The new upper floor system provides the application of Habitat panels: light prefabricated elements , realized with ecocompatible materials marketable by social cooperatives of the B class. The panel accomplish all the functions of theoverlay package optimizing the process of installation. The project focuses on the study each Habitat solution that need a detail design and a optimization of the number of the panel typologies applied on the building, for an accurate analysis of the feasibility solution. Throught this methodology a comparative analysis is somewhat necessary between the proposed solution and the traditional alternatives that can be found on the market, in order to evaluate the economical and operational timing competitivity. In the case study we experimented the application of the “special” panels solution that integrate the ceiling windows and the solar-energy moduls, contributing actively to the energetic evviciency of the skin façade. The main aim of the thisis is a critic evaluation of the feasibility of the proposed solutions, evaluating at the same time the advantages of the interventions of the building recovery, pointing out the limits and all the critical issues verified in the case study application phases.

L’elaborato di tesi nasce dall’interesse per il tema del recupero edilizio e dallo studio di soluzioni tecnologiche energeticamente efficienti volte ad agevolare la riqualificazione del patrimonio esistente. Il progetto consiste nel recupero funzionale e prestazionale di un edificio di edilizia residenziale pubblica di proprietà ALER, sito a Cinisello Balsamo (MI), mediante l’applicazione di elementi tecnologici in grado di ottimizzare i processi di intervento edilizio con conseguenti vantaggi per l’utenza. La tesi si sviluppa in tre macro-fasi: all’iniziale fase di analisi del caso studio e del contesto nel quale esso si inserisce, segue la fase di progettazione architettonica e tecnologica, per finire con lo sviluppo degli approfondimenti in merito alle soluzioni tecnologiche proposte, alla progettazione dell’intervento strutturale ad alle scelte di tipo energetico ed impiantistico, mirate allo sfruttamento delle risorse rinnovabili. La prima fase di analisi è volta a delineare il contesto storico nel quale l’immobile si colloca, per comprendere la valenza delle scelte progettuali. Segue una parte di studio dell’intorno e delle relazioni col contesto. In questa fase sono descritte le principali finalità del “Contratto di Quartiere”, nel quale il caso studio di Via del Carroccio 18 si inserisce, e le metodologie di intervento avanzate. Il progetto di rigenerazione urbana propone infatti non solo azioni di tipo fisico ma anche sociale che mirano al miglioramento degli aspetti più complessi della vita di quartiere quali l’abitare, la sicurezza e il lavoro. In seguito si procede all’analisi del caso studio per individuare i principali fattori di obsolescenza prestazionale, spaziale e relazionale, che diventano motore delle proposte concrete avanzate nella fase di progettazione. Le linee guida del progetto mirano alla completa riorganizzazione degli spazi abitativi nell’ottica di preservare e valorizzare le qualità dell’esistente, fornendo al tempo stesso nuove soluzioni fruibili e funzionali in grado di diversificare la limitata offerta abitativa dell'edificio originario e garantire la flessibilità necessaria alle nuove esigenze dell’utenza. La ricerca in ambito tecnologico si snoda attorno alle strategie di intervento delineate sulla base delle analisi delle esigenze funzionali e prestazionali. Queste sono individuabili nella proposta di effettuare una sopraelevazione, nella quale trovano spazio nuove tipologie abitative, nell’intervento sull’involucro volto ad ottimizzarne le prestazioni e nella strategia additiva che risponde alle esigenze di una nuova organizzazione distributiva degli ambienti e di dotazione di spazi aperti fruibili. Le addizioni in facciata sono state risolte con strutture leggere, “appese” alle travi a sbalzo di copertura, con la volontà di limitare l’ostruzione all’installazione dei nuovi pannelli di facciata e di garantire l’agevole accesso ai box auto. Gli elementi di nuova progettazione sono accomunati dall’uso di stratigrafie a secco su strutture in acciaio per garantire le prestazioni energetiche richieste, minimizzando i carichi apportati sull’esistente. Le soluzioni adottate per l’intervento sull’involucro edilizio sono il frutto di due progetti di ricerca svolti dal Politecnico di Milano con l’obiettivo di offrire soluzioni prefabbricate energicamente efficienti idonee agli interventi di recupero edilizio. L’intervento sulle chiusure verticali prevede l’applicazione dei pannelli EASEE (Envelope Approach to improve Sustainability and Energy efficiency in Existing multi-storey multiowner residential buildings) in fibrocemento e isolante EPS (polistirene espanso estruso). Si è proceduto con lo studio della collocazione ottimizzata dei pannelli, con la finalità di minimizzare tempi e costi dell’intervento, e con lo studio nel dettaglio della soluzione di ancoraggio e di tutti gli accorgimenti necessari ad un’efficace applicazione. Il nuovo sistema di copertura prevede l’applicazione dei pannelli Habitat: elementi prefabbricati leggeri, realizzati con materiali ecocompatibili e commercializzabili da cooperative sociali di classe B. Il pannello assolve tutte le funzioni del pacchetto di copertura ottimizzandone il processo di messa in opera. Il progetto si concentra sullo studio dei punti singolari della soluzione Habitat che richiedono una progettazione di dettaglio e sull’ottimizzazione del numero e delle tipologie di pannelli applicati, al fine di valutare la reale fattibilità della soluzione. Con questa finalità si procede allo svolgimento di un’analisi comparativa tra la soluzione proposta e soluzioni di tipo tradizionale, che consenta di valutare l’effettiva competitività in termini economici e di tempistiche operative. Sul caso studio si vuole sperimentale l’applicazione delle soluzioni di pannelli “speciali” che integrino la finestra da tetto ed i moduli per la captazione dell’energia solare, contribuendo anche attivamente all’efficienza energetica dell’involucro. Obiettivo della tesi è la valutazione critica delle fattibilità delle soluzioni proposte finalizzata a valutarne gli effettivi vantaggi apportati agli interventi di recupero edilizio ma anche ad evidenziarne i limiti e le criticità riscontrate nella fase di applicazione al caso studio.