Use of vegetation to increase building energy efficiency. Application to a real case study

The defining issue of our historical period is the global warming, and the resulting climate change. Each field energy-demanding is called to do its best to reduce energy consumption and pollution emission. Construction sector plays an important role, as buildings are responsible for approximately 40% of energy consumption and 36% of CO2 emissions in the EU. In this scenario, vegetation may help reaching the target, being one of the simplest ways to cool communities and save energy. This research deals with the relationship between vegetation and architecture, and how its presence changes building project and performance. Many ways of integrating green in the envelope have been experimented: the one chosen here is vertical forest, which foresees living things as trees and shrub installed in permanent planters along the balconies. So, the main scope is to understand if trees, treated as shadings, can really affect positively building energy consumption, but other themes, like mechanical stability of tree and safety, construction issues, plant survival and maintenance are treated. Energy consumptions are analysed through dynamic simulations, developed with Grasshopper™ and EnergyPlus™, in which trees are included as external shadings. Results say that this is true: trees have the capacity to reduce energy loads, with a percentage which depends on species type and orientation, and they can be usefully implemented in association with more traditional shadings. Eventually, some indications on species selection are given, to assure vegetation life and maximize benefits, as well as technological and construction tips.

Il problema che contraddistingue il nostro periodo storico è il riscaldamento globale e il cambiamento climatico che ne consegue. Ogni settore che consuma energia è chiamato a fare del proprio meglio per ridurre i consumi e le emissioni di inquinanti. Il settore delle costruzioni gioca un ruolo importante, in quanto gli edifici sono responsabili approssimativamente del 40% del consumo di energia e del 36% delle emissioni di CO2 in Europa. In tale scenario, l’utilizzo della vegetazione, che risulta essere uno dei modi più semplici per raffrescare le comunità e risparmiare energia, potrebbe aiutare a raggiungere gli obbiettivi prefissati. Questa tesi affronta il tema del rapporto tra vegetazione e architettura, e come la sua presenza sia in grado di alterare il progetto e la prestazione dell’edificio. Sono stati sperimentati diversi modi per integrare il verde nell’involucro edilizio: in questo studio è stata scelta una tipologia chiamata bosco verticale, che prevede la presenza di alberi e arbusti, installati sui balconi in fioriere permanenti. Pertanto, lo scopo principale è quello di capire se gli alberi, trattati come schermature solari, siano in grado di abbattere i consumi energetici dell’edificio, ma vengono trattati anche altri temi, quali la stabilità meccanica, la sicurezza, le problematiche costruttive, la sussistenza delle piante e il loro mantenimento. I consumi energetici sono analizzati attraverso simulazioni in regime dinamico, sviluppate con i software Grasshopper™ e EnergyPlus™, nei quali gli alberi vengono inseriti come schermature esterne. I risultati confermano le ipotesi: le piante hanno la capacità di ridurre i consumi, con una percentuale che dipende dalla specie e dall’orientamento, e per questo motivo posso essere vantaggiosamente utilizzati in associazione a schermature tradizionali. Infine, vengono fornite alcune indicazioni sulla scelta delle essenze, in modo da garantirne la durata e massimizzarne i benefici, oltre a suggerimenti di carattere tecnologico e costruttivo.