The work has two goals: the first is to find the best approach to energy simulation for complex building assets and apply different retrofit strategies, testing their feasibility and the sensitivity of the model and achieving the optimized scenario. The case study is about educational buildings in the Milan municipality. To perform the portfolio energy simulations, considering that its model is simplified due to information and input limitations, ICL Software from IES was used. The community energy simulation relies on the use of Intelligent Community Design (iCD). The tool is a plug-in of SketchUp software, which allows the activation of the energy simulations with Motor Translation Engine (MTE) as the core. The following steps are the interventions to reduce the heating energy consumption, going from passive to active strategies, through three different scenarios. The strategy consists of improving the envelope, replacing windows, and using a more effective HVAC typology. The second objective estimates the primary heating energy (EPH) of about 1000 schools located in Lombardy through the UNI 11300 and UNI 103449 standards. It is proposed an open data aggregation strategy combining year of construction, plants description, geospatial data and metadata defining their 3D geometries and their energy properties. Some algorithms are performed in QGIS (Quantum geographic information system) and Mapshaper Console to calculate the compactness ratio and other geometrical features. Meanwhile, elaboration of data and hypothesis are made for envelope data, windows placement, and plants' technical properties.

Il lavoro ha due obiettivi: il primo è trovare il miglior approccio alla simulazione energetica per patrimoni edilizi complessi e applicare diverse strategie di retrofit, testarne la fattibilità e la sensibilità del modello e raggiungere lo scenario ottimizzato. Il caso di studio riguarda gli edifici scolastici del comune di Milano. Per eseguire le simulazioni energetiche a portfolio, considerando che il modello è semplificato a causa di informazioni e limitazioni di input, sono stati utilizzati i software ICL di IES. La simulazione energetica si basa sull'uso dell'Intelligent Community Design (iCD). Lo strumento è un plug-in del software SketchUp, che consente l'attivazione delle simulazioni energetiche con Motor Translation Engine (MTE) come core. I passaggi successivi sono gli interventi per ridurre il consumo di energia per il riscaldamento, passando da strategie passive a strategie attive, attraverso tre diversi scenari. La strategia consiste nell’aggiunta dell’isolante esterno, nella sostituzione delle finestre e nell’ utilizzare una tipologia HVAC più efficiente. Il secondo obiettivo stima l'energia termica primaria (EPH) di circa 1000 scuole lombarde attraverso le norme UNI 11300 e UNI 103449. Si propone un'aggregazione di dati open-source combinando anno di costruzione, descrizione degli impianti, dati geospaziali e metadati che definiscono le loro geometrie 3D e le loro proprietà energetiche. Alcuni algoritmi vengono eseguiti in QGIS (sistema di informazione geografica Quantum) e Mapshaper Console per calcolare il rapporto di superficie volume e altre caratteristiche geometriche. Infine, è stata proposta una rielaborazione dei dati dell'involucro, del posizionamento delle finestre e delle proprietà tecniche degli impianti.

Energy retrofit of complex building assets : the school buildings of Milan municipality

Bo, Claudia
2020/2021

Abstract

The work has two goals: the first is to find the best approach to energy simulation for complex building assets and apply different retrofit strategies, testing their feasibility and the sensitivity of the model and achieving the optimized scenario. The case study is about educational buildings in the Milan municipality. To perform the portfolio energy simulations, considering that its model is simplified due to information and input limitations, ICL Software from IES was used. The community energy simulation relies on the use of Intelligent Community Design (iCD). The tool is a plug-in of SketchUp software, which allows the activation of the energy simulations with Motor Translation Engine (MTE) as the core. The following steps are the interventions to reduce the heating energy consumption, going from passive to active strategies, through three different scenarios. The strategy consists of improving the envelope, replacing windows, and using a more effective HVAC typology. The second objective estimates the primary heating energy (EPH) of about 1000 schools located in Lombardy through the UNI 11300 and UNI 103449 standards. It is proposed an open data aggregation strategy combining year of construction, plants description, geospatial data and metadata defining their 3D geometries and their energy properties. Some algorithms are performed in QGIS (Quantum geographic information system) and Mapshaper Console to calculate the compactness ratio and other geometrical features. Meanwhile, elaboration of data and hypothesis are made for envelope data, windows placement, and plants' technical properties.
AUGELLO, ANDREA
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
21-dic-2021
2020/2021
Il lavoro ha due obiettivi: il primo è trovare il miglior approccio alla simulazione energetica per patrimoni edilizi complessi e applicare diverse strategie di retrofit, testarne la fattibilità e la sensibilità del modello e raggiungere lo scenario ottimizzato. Il caso di studio riguarda gli edifici scolastici del comune di Milano. Per eseguire le simulazioni energetiche a portfolio, considerando che il modello è semplificato a causa di informazioni e limitazioni di input, sono stati utilizzati i software ICL di IES. La simulazione energetica si basa sull'uso dell'Intelligent Community Design (iCD). Lo strumento è un plug-in del software SketchUp, che consente l'attivazione delle simulazioni energetiche con Motor Translation Engine (MTE) come core. I passaggi successivi sono gli interventi per ridurre il consumo di energia per il riscaldamento, passando da strategie passive a strategie attive, attraverso tre diversi scenari. La strategia consiste nell’aggiunta dell’isolante esterno, nella sostituzione delle finestre e nell’ utilizzare una tipologia HVAC più efficiente. Il secondo obiettivo stima l'energia termica primaria (EPH) di circa 1000 scuole lombarde attraverso le norme UNI 11300 e UNI 103449. Si propone un'aggregazione di dati open-source combinando anno di costruzione, descrizione degli impianti, dati geospaziali e metadati che definiscono le loro geometrie 3D e le loro proprietà energetiche. Alcuni algoritmi vengono eseguiti in QGIS (sistema di informazione geografica Quantum) e Mapshaper Console per calcolare il rapporto di superficie volume e altre caratteristiche geometriche. Infine, è stata proposta una rielaborazione dei dati dell'involucro, del posizionamento delle finestre e delle proprietà tecniche degli impianti.
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