Energy retrofit of a public residential complex in Milan: integrated design toward Nearly Zero Energy Building (nZEB) standards

In Europe, and particularly in Italy, the building sector accounts for a significant share of energy consumption, with a national building stock that is largely outdated and highly inefficient. Recent European directives such as the EPBD, together with financial incentive schemes like the Conto Energia Termico 3.0 and the National Recovery and Resilience Plan (PNRR), aim to accelerate retrofit interventions in order to reduce energy consumption and emissions by 2030 and 2050. Within this framework, the present work analyses a public residential complex from the 1940s located in Milan, characterized by a highly energy-dissipative envelope, obsolete windows, numerous thermal bridges, and a centralized heating system with substantial inefficiencies. The objective is to assess the building’s pre-intervention performance, define retrofit strategies for the envelope and the technical systems, and estimate their energy, environmental, and economic impacts. The methodology is based on an energy model developed using Edilclima EC700, validated through comparison with real consumption data (final deviation 3.3%). To ensure a complete and reliable assessment, on-site surveys were conducted, FEM simulations were performed for the evaluation of thermal bridges, and detailed analyses of the HVAC systems and autonomous DHW generators were carried out. The proposed interventions include external insulation with an ETICS system, window replacement, correction of the main thermal bridges, adoption of a hybrid system with high-efficiency heat pumps, improved control strategies, and photovoltaic integration. The post-intervention simulations show results aligned with nZEB requirements, with a strong reduction in heating demand, a significant improvement in the building–system efficiency, and a marked decrease in equivalent CO₂ emissions, alongside an overall economically competitive investment. This study highlights how an integrated approach combining diagnosis, modelling, and comparative scenario analysis can effectively support the energy retrofit of public residential buildings, contributing to the achievement of national and European decarbonization targets.

In Europa e particolarmente in Italia, il settore edilizio è responsabile di una quota significativa dei consumi energetici, con un patrimonio immobiliare nazionale in larga parte obsoleto e ad alta inefficienza. Recentemente direttive europee come la EBPD, unitamente a strumenti di incentivazione economica come Conto Energia Termico 3.0 e PNRR, puntano ad accelerare gli interventi di retrofitting, allo scopo di ridurre consumi ed emissioni entro il 2030 e il 2050. In questo contesto si inserisce il presente lavoro, analizzando un complesso residenziale pubblico degli anni ’40 situato a Milano, caratterizzato da un involucro fortemente disperdente, serramenti obsoleti, numerosi ponti termici e un impianto di riscaldamento centralizzato con elevate inefficienze. L’obiettivo è valutare le prestazioni ante-operam, definire strategie di retrofit dell’involucro e degli impianti e stimarne gli impatti energetici, ambientali ed economici. La metodologia si basa su un modello energetico sviluppato con Edilclima EC700, validato mediante un confronto con i consumi reali (scostamento finale 3,3%). Per rendere il lavoro completo e adeguato sono stati eseguiti rilievi in sito, simulazioni FEM per la valutazione dei ponti termici, analisi degli impianti HVAC e dei generatori autonomi di ACS. La proposta include interventi di isolamento esterno tramite sistema ETICS, sostituzione dei serramenti, correzione dei principali ponti termici, adozione di un sistema ibrido composto da pompe di calore ad alta efficienza, miglioramento dei sistemi di regolazione e integrazione di fotovoltaico. Le simulazioni post-operam mostrano risultati allineati ai requisiti nZEB, con una forte riduzione del fabbisogno termico, un miglioramento significativo dell’efficienza del sistema edificio–impianto e un abbattimento delle emissioni di CO₂ equivalente, oltre che un investimento economicamente competitivo. Il lavoro evidenzia come un approccio integrato di diagnosi, modellazione e analisi comparativa degli scenari possa supportare la riqualificazione del patrimonio edilizio pubblico, contribuendo al