Retrofitting of transparent building envelope for improving energy efficiency of Palazzo del Capitano

The demand for applying energy efficiency measures increases with the excessive energy consumption worldwide. Energy consumption in building sector has increased over the las years. Different studies have proposed building envelope related retrofit, building system energy retrofit, management and monitoring of retrofitting to tackle this problem. Various efforts have been done in retrofitting studies in order to provide thermal, visual, acoustical comfort, indoor air quality, and to reduce energy consumption. However, those that address effective measures for transparent building envelope and implementing shading strategies in historic buildings are limited. To determine whether the balance of energy improvement and preserving the historic value of the building can be kept, the study has been developed to propose transparent building envelope retrofit strategies. To improve energy efficiency, comfort and daylighting for occupants, multi criteria of dynamic energy simulations supported by Energy Management System (EMS) and Honeybee Plugin of Grasshopper were connected to EnergyPlus, in addition to implementing daylighting with Daysim and Radiance through the same platform. Palazzo del Capitano (Police office building), with its fascinating appearance is a historic building located in Milan, Italy, was selected as the case study to show energy efficiency improvement with window replacement and implementing shading devices. Furthermore, specified automated shading control with combination of Daylight Glare Index (DGI) and Illuminance as the criteria was provided to search trade-ffs between static and dynamic shading performance results. The results of energy through heating, cooling and lighting energy consumption, in addition to daylight and glare through spatial Daylight Autonomy (sDA), Useful Daylight Illuminance (UDI) and DGI were reported respectively. Therefore, the study provided results, discussion and suggestions for the design of feasible transparent building envelope retrofitting strategies considering historic preservation to improve energy efficiency.

La domanda per l'applicazione di misure di efficienza energetico sta aumentando al pari dell'eccessivo consumo di energia in tutto il mondo. L'utilizzo di energia nel settore edile è aumentato negli ultimi anni. Diversi studi hanno proposto la riqualificazione dell'involucro edilizio, il retrofit energetico del sistema dell'edificio, la gestione e il monitoraggio della riqualificazione stessa per affrontare questo problema. Sono stati compiuti vari sforzi in questo ambito al fine di fornire comfort termico, visivo, acustico, qualità dell'aria interna e riduzione del consumo di energia. Tuttavia, gli studi che affrontano il tema di misure efficaci per l'involucro edilizio trasparente e che implementano strategie di ombreggiatura negli edifici storici sono ancora limitati. Per determinare se sia possibile il raggiungimento ed il mantenimento di un equilibrio tra il miglioramento energetico e la conservazione del valore storico dell'edificio questo studio vuole proporre strategie di retrofit dell'involucro edilizio trasparente. Per migliorare l'efficienza energetica, il comfort e l'illuminazione diurna per gli occupanti, sono stati collegati a EnergyPlus criteri multipli di simulazioni energetiche dinamiche supportate da Energy Management System (EMS) e Honeybee, Plugin di Grasshopper, oltre a implementare l'illuminazione diurna con Daysim e Radiance attraverso la stessa piattaforma. Come caso studio è stato selezionato Palazzo del Capitano, affascinante edificio storico sito a Milano, Italia, sede degli uffici della Polizia. Questo lavoro vuole mostrare il miglioramento dell'efficienza energetica con la sostituzione delle finestre e l'implementazione di dispositivi di ombreggiatura. Inoltre, è stato fornito un controllo automatico dell'ombreggiatura con la combinazione di Daylight Glare Index (DGI) e Illuminance come criteri per la ricerca di compromessi tra i risultati delle prestazioni dell'ombreggiatura statica e dinamica. Sono stati riportati rispettivamente i risultati in termini enrgetici attraverso il riscaldamento, il raffreddamento e il consumo energetico dell'illuminazione, oltre alla luce diurna e all'abbagliamento attraverso spatial Daylight Autonomy (sDA), Useful Daylight Illuminance (UDI) e la DGI. Pertanto, lo studio ha fornito risultati, commenti e suggerimenti per la progettazione di strategie fattibili di retrofit dell'involucro edilizio trasparente considerando la conservazione storica per migliorare allo stesso tempo l'efficienza energetica.