Riqualificazione energetica di edifici residenziali e valutazione dell'adattabilità al clima futuro : dalla modellazione semi-stazionaria alla modellazione dinamica

This thesis deals with the theme of energy redevelopment in the building sector; upstream of the discussion the theme of climate change is introduced, It is believed that it is necessary to reduce man's demand for energy and the emission of climate-altering substances. The work begins with an analysis relating to two social housing buildings in the Milan’s suburbs. At first, a preliminary comparison between the energy modeling in semi-stationary mode and in dynamic-hourly mode is shown, in order to understand the different approach in term of thermal demand’s calculation. The main part of the paper focuses on the dynamic "free floating" evaluation of the degree of indoor thermal comfort and expressed in the form of Heating and Cooling Degree Days (HDD and CDD). A process of gradual energy redevelopment of the envelope is adopted, with optimization and refinement of solar shading strategies, natural ventilation and occupancy and use profiles. The contextualization of redeveloped buildings in the future climate scenarios, depending on socio-economic, political and cultural variables, is introduced: interesting aspects regarding the adaptability of buildings up to the year 2100 are thus discussed. Finally, the work concludes with some considerations about the need to reduce buildings’ energy consumption, both in the present and in the future, thanks to optimized redevelopment strategies. Therefore, the use of increasingly sophisticated calculation engines, founded on dynamic-hourly regime, will be important in order to choose the best scenarios.

Il presente elaborato di tesi affronta il tema della riqualificazione energetica nel settore edilizio, in risposta alla necessità di ridurre la richiesta di energia da parte dell’uomo e di abbattere le emissioni di sostanze climalteranti, causa del cambiamento climatico. In prima istanza, si propone un’analisi dello stato di fatto relativo a due edifici di edilizia residenziale sociale della periferia milanese. Si prevede un confronto preliminare tra la modellazione energetica in regime semi-stazionario, su base mensile, e in regime dinamico, con intervallo di calcolo orario: si comparano pertanto i risultati ottenuti in modo da mettere in luce le diverse modalità di approccio per la determinazione del fabbisogno termico degli edifici. Di contro, la parte centrale della trattazione si sviluppa con una valutazione del grado di comfort termico interno, espresso sottoforma di Gradi Giorno di riscaldamento e raffrescamento, eseguita in regime dinamico free floating; nel dettaglio, si applica una graduale riqualificazione energetica dell’involucro, con ottimizzazione ed affinamento delle strategie di schermatura solare, di ventilazione naturale e dei profili di occupazione ed utilizzo dell’utenza. Si propone in seguito una contestualizzazione degli edifici riqualificati negli scenari climatici futuri, dipendenti da variabili socioeconomiche, politiche e culturali; si mettono così in luce aspetti interessanti circa l’adattabilità dei fabbricati sino all’anno 2100. Il lavoro si conclude infine con alcune considerazioni circa la necessità, presente e futura, di abbattere il consumo di energia da parte degli edifici, grazie a strategie di riqualificazione ottimizzate e selezionate in maniera ponderata, mediante pertanto l’utilizzo di motori di calcolo sempre più sofisticati e preferibilmente a regime dinamico orario, i quali consentono una determinazione verosimile del comportamento termo-fisico degli organismi edilizi.