Progettazione integrata orientata al risparmio energetico e alla sostenibilità. Strategie progettuali basate su simulazioni dinamiche con particolare riferimento all'utilizzo di schermature e ventilazione naturale. Applicazione ad un vivaio nella riqualificazione dello scalo di Lambrate

According to recent world discussions about climate policies, the aim of this thesis is the integration of different disciplines, which are sustainability oriented. The design approach is applied to a building used as a modern greenhouse. That was the focus of the redevelopment of Lambrate railway yard within the Reinventing Cities competition and the purpose of “Progettazione Edilizia Integrata” course itself. After an analysis of the best practices relating to this particular use, the study of transparent envelope to achieve the design purpose was necessary, which create a “glass case” with low consumptions and CO2 emissions. By comparing, in a multicriteria analysis, different curtain walls, it was possible to define the best solution according to energy, light, environment and economics. To minimize the energy demand of the building, the consumption has been reduced through two design strategies initially independent but afterward complementary to each other: the choose of sun shading, optimized by dynamic simulations and multicriteria analysis which consider costs and consumption of primary energy; the use of natural ventilation, studied with fluid dynamics evaluations to define the optimal location of the openings. The criteria considered in this last case have been the distribution of air speed and temperature inside the rooms, the environmental and economic sustainability. The integration of the different passive strategies has led to a final design optimization, balancing initial investment, annual energy consumption and environmental cost. Therefore, it has been shown that the sustainability issue can be achieved by an integrated approach aimed on a correlation between the optimization of the different elements and the benefit of bioclimatic conditions.

Dalle politiche sul clima oggetto delle più recenti discussioni mondiali si sviluppa il presente elaborato di tesi, che mira allo studio e all’integrazione di differenti discipline progettuali volte alla sostenibilità. L’approccio progettuale viene applicato ad un edificio adibito a moderno vivaio, che è stato il fulcro della riqualificazione dello scalo di Lambrate all’interno del bando di Reinventing Cities, oggetto del corso di “Progettazione Edilizia Integrata”. Dopo un’analisi delle best practices, relative a questa particolare destinazione d’uso, per raggiungere l’obiettivo della progettazione, cioè quello di creare un edificio “teca di vetro” a bassi consumi ed emissioni di CO2, è stato necessario affrontare lo studio dell’involucro trasparente. Tramite la comparazione in un’analisi multicriterio di differenti curtain wall si è pervenuti alla definizione della miglior soluzione in termini energetici, luminosi, ambientali ed economici. Per minimizzare la richiesta energetica dell’edificio, i consumi sono stati ridotti per mezzo di due strategie progettuali inizialmente distinte ma poi complementari tra loro: la scelta di installare schermature solari, la cui ottimizzazione si è fondata su simulazioni dinamiche e analisi multicriterio che ha preso in considerazione costi e consumi di energia primaria; lo sfruttamento della ventilazione naturale, studiato attraverso valutazioni fluidodinamiche per definire la collocazione ottimale delle aperture. I criteri considerati in quest’ultimo caso sono stati: distribuzione della velocità e delle temperature all’interno degli ambienti, sostenibilità ambientale ed economica. L’integrazione delle diverse strategie passive ha portato ad un ultimo affinamento della progettazione, bilanciando la spesa iniziale, i consumi energetici annuali e il costo ambientale. In questo modo si è dimostrato come un approccio integrato volto, non solo all’ottimizzazione dei vari elementi, ma anche al massimo sfruttamento delle forzanti bioclimatiche, sia capace di raggiungere il più generale concetto di sostenibilità.