Leveraging data mining of energy certificate database to align with EPBD IV objectives

Inefficiency within the European Union’s building stock plays a crucial role in the region's high energy consumption, exacerbates energy poverty, and increases its dependency on imported fossil fuels. As part of a broader initiative to mitigate these issues, the latest Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) – approved by the European Parliament in March 2024 – introduces a new rating system, aiming to facilitate the identification and renovation of the worst-performing buildings towards achieving a decarbonized building stock by 2050. In line with the EPBD's objectives, this thesis presents the development of a novel building energy rating system for the Italian Lombardy region, based on information that can be found in its Energy Performance Certificate cadastre, the CENED 2.0 database. By adopting fixed class boundaries for primary energy consumption, this new system diverges from Italy's current approach, facilitating clearer, direct building performance comparisons and aiming for a more equitable distribution of buildings across energy classes. The thesis proposes two energy rating systems – one based on non-renewable and the other on total primary energy consumption – to accommodate varying legislative priorities. The findings reveal a prevalent inefficiency within the Lombard building stock, characterized by outdated envelope components, with fewer than 15% of buildings meeting the minimum standards for envelope transmittances of new buildings set in 2009. Furthermore, it highlights the critical, yet previously overlooked, influence of building geometry on energy efficiency, noting that 32.3% to 47.5% of the very worst-performing buildings are characterized by very high surface-to-volume ratios. This revelation points to the necessity of implementing stricter targets for building forms that are less energy efficient. Despite its contributions, the study acknowledges limitations such as the exclusion of certain energy end-uses for lack of sufficient data, recommending future research to expand on these findings and verify the statistical significance of the energy performance certificate database across Lombardy's broader building stock.

L'inefficienza del patrimonio edilizio dell'Unione Europea svolge un ruolo cruciale nell'alto consumo energetico della regione, aggrava il fenomeno della povertà energetica e aumenta la sua dipendenza da combustibili fossili importati. Nell’ambito di un'iniziativa più ampia volta a mitigare queste problematiche, l’ultima direttiva sulle prestazioni energetiche degli edifici (EPBD) – approvata dal Parlamento Europeo nel marzo 2024 – introduce un nuovo sistema di classificazione, con l’obiettivo di facilitare l'identificazione e la ristrutturazione degli edifici con le peggiori prestazioni, per ottenere un parco edilizio decarbonizzato entro il 2050. In linea con gli obiettivi dell'EPBD, questa tesi presenta lo sviluppo di un nuovo sistema di classificazione energetica degli edifici per la regione Lombardia, basato sulle informazioni reperibili nel suo catasto degli Attestati di Prestazione Energetica (APE), il database CENED 2.0. Adottando limiti di classe fissi per il consumo di energia primaria, questo nuovo sistema si discosta dall'approccio attuale dell'Italia, facilitando confronti diretti e più chiari sulle prestazioni degli edifici e puntando a una distribuzione più equa degli edifici tra le varie classi energetiche. La tesi propone due sistemi di classificazione energetica – uno basato sul consumo energetico primario non rinnovabile e l'altro sul consumo energetico primario totale – per adattarsi a diverse priorità legislative. I risultati rivelano una prevalente inefficienza all'interno del patrimonio edilizio lombardo, caratterizzato da componenti dell'involucro obsoleti, con meno del 15% degli edifici che soddisfano gli standard minimi per le trasmittanze dell'involucro dei nuovi edifici fissati nel 2009. Inoltre, si evidenzia l'influenza critica, sebbene precedentemente trascurata, della geometria degli edifici sull'efficienza energetica, notando che dal 32,3% al 47,5% degli edifici con le prestazioni peggiori sono caratterizzati da rapporti superficie/volume molto elevati. Questa rivelazione evidenzia la necessità di implementare obiettivi più severi per gli edifici aventi forme meno efficienti dal punto di vista energetico. Nonostante i suoi contributi, lo studio riconosce limitazioni quali l'esclusione di alcuni usi finali dell'energia per mancanza di dati sufficienti, raccomandando ricerche future per approfondire questi risultati e verificare la significatività statistica del database degli attestati di prestazione energetica nel più ampio patrimonio edilizio della Lombardia.