CHROMA. Architetture innovative con soluzioni BIPV (Building Integrated Photovoltaic), progetto di integrazione di sistemi di produzione di energia rinnovabile integrata all'involucro edilizio

Earth’s climate change is assuming an increasingly important and incisive role in people’s daily lives, also influencing their habits. For this reason, the institutions have developed common guidelines in order to counter the harmful effects of the global warming. A main goal of the European agenda is the transition to a low-carbon emission economy by 2050. This presupposes a key step of transformation and correction for the existing architectural eritage characterized by a high level of energy consumption, with new low consumption construction systems. The new building design therefore proposes building models with zero energy consumption or even energetically active buildings. There are various solutions for the production of renewable energy but, in particular, the use of photovoltaic systems integrated with existing buildings and other building systems represents an interesting option for reducing energy consumption. In Italy, a large part of the real estate assets belongs to the post-war reconstruction, with a subsequent significant increase during the 70s and 80s. In this long historical period, the design sensitivity for thermal problems was unfortunately not a priority, unknowingly favoring the creation of highly energy-intensive buildings, as they were thermally inefficient. The latest generations of planners therefore have the task of dealing seriously with the conversion of new and existing buildings, not only from a structural or compositional point of view, but also and above all from a thermo-energetic point of view. We need to improve the thermal insulation of buildings and at the same time research new energy production systems. This degree thesis deals with the integration of photovoltaic technologies with BIPV (Building Integrated Photovoltaic) systems on existing buildings. The case considered regards an existing building, typologically and constructively representative of the mixed function constructions of the 80s, on a design study has been applied to improve it thermally and compositionally. By acting appropriately on its thermal covering, the final objective has been achieved which has made it possible to obtain a self-production of energy, greater than that required by its own consumption. Various options for using the energy surplus have also been evaluated, such as the possibility of creating a network capable of improving an entire area, a neighborhood or a city.

Il cambiamento climatico terrestre sta assumendo un ruolo sempre più importante e incisivo nella vita quotidiana delle persone, influenzandone anche le loro abitudini. Per questo le istituzioni hanno sviluppato linee guida comuni allo scopo di contrastare gli effetti dannosi del riscaldamento globale. Un obiettivo principe dell’agenda europea è la transizione verso un’economia a bassa emissione di carbonio entro il 2050. Questo presuppone un passaggio chiave di trasformazione e di correzione per il patrimonio edilizio esistente caratterizzato da un’alta intensità di consumo energetico, con nuovi sistemi costruttivi a ridotto consumo. La nuova progettazione edilizia quindi propone modelli edificatori a consumo energetico zero o addirittura edifici energeticamente attivi. Esistono diverse soluzioni per la produzione di energia rinnovabile ma, in particolare, l’utilizzo di sistemi fotovoltaici integrati agli edifici e ai sistemi edilizi già esistenti rappresenta un’opzione interessante per ridurre i consumi energetici. In Italia, una buona parte del patrimonio immobiliare appartiene alla ricostruzione post- bellica, con un successivo rilevante incremento negli anni ‘70 e ‘80. In questo lungo periodo storico la sensibilità progettuale per le problematiche termiche non fu purtroppo prioritaria, favorendo inconsapevolmente la creazione di edifici altamente energivori, poichè termicamente inefficienti. Alle ultime generazioni di progettisti rimane quindi il compito di occuparsi seriamente della riconversione del patrimonio edilizio nuovo ed esistente, non solo dal punto di vista strutturale o compositivo, ma anche e soprattutto termo-energetico. Bisogna migliorare l’involucro termico degli edifici e ricercare nel contempo nuovi sistemi di produzione energetica. Questa nostra tesi di laurea si occupa dell’integrazione di tecnologie fotovoltaiche con sistemi BIPV (Building Integrated Photovoltaic) su edifici esistenti. Il caso in esame considera un edificio esistente, tipologicamente e costruttivamente rappresentativo delle costruzioni miste degli anni ‘80, sul quale si sono applicate le azioni di uno studio progettuale atte a miglioralo termicamente e compositivamente. Agendo appropriatamente sul suo involucro termico si è giunti al conseguimento dell’obiettivo finale che ha consentito di ottenere una auto-produzione di energia, maggiore di quella richiesta dai suoi stessi consumi. Sono state anche valutate diverse opzioni per l’utilizzo del surplus energetico, come ad esempio la possibilità di creare una rete in grado di migliorare un’intera area, un quartiere o una città.