Methodic energy analysis of the typical construction details of buildings with RC structure and masonry walls and application to a real case study

The buildings with reinforced concrete structure and masonry infill have characterized the Italian building heritage starting from the last years of the first half of the twentieth century and throughout the second half of the century. Given the presence in the considered era of a very standardized type of buildings, the aim of the work was to carry out a systematic assessment of the main types of building nodes typical of these buildings, defining intervention solutions and analyzing their effect on internal surface temperatures and dispersed heat, in order to understand which of these could lead to a substantial improvement in energy performance. The evaluation described was developed through a finite element modeling with the THERM program, therefore not using tabulated values, with the aim of significantly reducing errors in evaluations, which can be assumed in the order of 5% in our case, while with catalogs or abacus of thermal bridges of the order of 20%. By comparing the cases analyzed, the solution or group of optimal solutions could be established for each construction node, determining a parametric cost of construction per square meter. All of this was then applied concretely to a real case, namely the maternity and childhood pavilion of the former Lecco hospital, calculating the actual costs of realizing the redevelopment and modeling the structure, according to the optimal choices identified in the first part of the work, with the IES VE program, managing to compare the energy consumption of the building in its current state with the proposed redevelopment scenarios. Finally, the final part was aimed at determining the feasibility of the redevelopment by determining the time of return on investment, also establishing priorities for action to facilitate public administration in the case of limited economic resources.

Gli edifici con struttura in cemento armato e tamponature in muratura hanno caratterizzano il patrimonio costruttivo italiano a partire dagli anni conclusivi della prima metà del novecento e in tutta la seconda metà del secolo. Data la presenza nell’epoca considerata di una tipologia di edifici molto standardizzata, il lavoro svolto ha avuto come obiettivo quello di effettuare una valutazione sistematica delle principali tipologie di nodi costruttivi tipici di questi fabbricati, definendo delle soluzioni di intervento e analizzando il loro effetto sulle temperature superficiali interne e sul calore disperso, al fine di comprendere quali di esse potrebbero portare ad un miglioramento sostanziale delle prestazioni energetiche. La valutazione descritta è stata sviluppata attraverso una modellazione ad elementi finiti con il programma THERM, non ricorrendo quindi a valori tabellati, con lo scopo di ridurre sensibilmente gli errori nelle valutazioni, che possono essere assunti dell’ordine del 5% nel nostro caso, mentre con cataloghi o abachi dei ponti termici dell’ordine del 20 %. Confrontando i casi analizzati si è potuto poi stabilire la soluzione o il gruppo di soluzioni ottimali per ogni nodo costruttivo, determinandone un costo parametrico di realizzazione al metro quadrato. Tutto ciò è stato poi applicato concretamente ad un caso reale, ovvero al padiglione maternità e infanzia dell’ex ospedale di Lecco, calcolando i costi effettivi di realizzazione della riqualificazione e modellando la struttura, secondo le scelte ottimali individuate nella prima parte del lavoro, con il programma IES VE, riuscendo a confrontare i consumi energetici dell’immobile allo stato attuale con gli scenari di riqualificazione proposti. Infine la parte conclusiva ha avuto come obiettivo quello di determinare la fattibilità della riqualificazione attraverso la determinazione del tempo di ritorno dell’investimento, stabilendo inoltre delle priorità di intervento per facilitare la pubblica amministrazione nel caso di risorse economiche limitate.