Energy and daylighting optimization for the refurbishment project of the Don Guanella school building in Lecco

With the development of building technology and people's awareness of energy conservation, the insulation conditions and lighting conditions of houses built in the last century are often no longer able to meet the needs of people nowadays. Maintaining the same original structure, adopting light-weight heat-preservation walls in the renovation of old buildings and designing more reasonable sunshade devices have gradually become the major concern in many projects. In this thesis, the Don Guanella School Building, which is located in the center of Lecco, is used as a case study to discuss the technical means available for retrofitting old homes to save energy and optimize daylight. As a refurbishment project, new constructions with properly insulation are considered for the external wall, floor and roof. The center part of the building Northwest façade is replaced with curtain wall and windows of the building Southeast façade are resized. Additionally, external shading, indoor curtain, night ventilation and heat recovery methods are imported in the building. From the original building to the new construction, heating demand decreases by 73% and cooling demand decreases by 27%. With applying the external shading system, indoor daylight level are manipulated so internal illuminance level could better meet the needs. Different configurations considering different size, inclination and rotation factor are simulated in Grasshopper to find the best choice, separately for curtain walls and windows. Fire performance and maintenance aspects are also briefly discussed for the building.

Con lo sviluppo della tecnologia di costruzione e la consapevolezza delle persone sul risparmio energetico, le condizioni di isolamento e le condizioni di illuminazione di case costruite nel secolo scorso spesso non sono più in grado di soddisfare i bisogni delle persone al giorno d'oggi. Mantenere la stessa struttura originale, l'adozione di muri leggeri per la conservazione del calore nella ristrutturazione di vecchi edifici e la progettazione di dispositivi solari più ragionevoli sono diventati gradualmente la principale preoccupazione in molti progetti. In questa tesi, l'edificio scolastico Don Guanella, che si trova nel centro di Lecco, viene utilizzato come caso di studio per discutere i mezzi tecnici disponibili per l'ammodernamento di vecchie case per risparmiare energia e ottimizzare la luce del giorno. Come progetto di ristrutturazione, sono considerate nuove costruzioni con un adeguato isolamento per il muro esterno, il pavimento e il tetto. La parte centrale della facciata nord-ovest dell'edificio viene sostituita con una facciata continua e le finestre dell'edificio sono ridimensionate. Inoltre, nell'edificio vengono importati i sistemi di ombreggiatura esterna, tenda per interni, ventilazione notturna e recupero di calore. Dall'edificio originale alla nuova costruzione, la domanda di riscaldamento diminuisce del 73% e la domanda di raffreddamento diminuisce del 27%. Con l'applicazione del sistema di ombreggiamento esterno, la luce diurna è interna manipolato in modo che il livello di illuminamento interno potesse soddisfare meglio le esigenze. Diverse configurazioni che considerano diverse dimensioni, inclinazione e fattore di rotazione sono simulate in Grasshopper per trovare la scelta migliore, separatamente per le facciate continue e le finestre. Anche gli aspetti di prestazione di fuoco e manutenzione sono discussi brevemente per l'edificio.