Energy retrofit of the Saipem office building in Fano : performance assessment under future climate scenarios

Climate change is expected to significantly alter energy demand and indoor thermal conditions in the built environment over the coming decades. The present study investigates the thermo-energy performance of a historic office building owned by Saipem S.p.A. and located in Fano, Italy, considering both present-day conditions and future climate scenarios derived from the International Panel on Climate Change (IPCC). The future climate files were generated through a morphing approach applied to existing EPW data, encompassing two Shared Socioeconomic Pathways, a medium emission scenario (SSP2-4.5) and a pessimistic scenario (SSP5-8.5), and projected to the 2050s- and 2080s-time horizons, allowing for an assessment of the temporal resilience of the implemented measures. Two retrofit configurations were evaluated against the no-retrofitted baseline: a first case combining low emissivity windows and dynamic solar shading, and a second case integrating electrochromic glazing with a Phase Change Material (PCM) ceiling; both scenarios shared a better insulated envelope already implemented by the company. The performance of each configuration was assessed through dynamic thermo-energy simulations conducted in IES-VE, with thermal comfort evaluated according to the adaptive model defined in ISO 16798-1:2019. The results indicate that, under current climate conditions, both retrofit strategies substantially reduce overheating hours and improve energy efficiency. However, their effectiveness progressively erodes under more severe future climates, particularly under the 2080 pessimistic scenario, where passive measures alone prove insufficient to maintain acceptable free-floating indoor conditions. Among the investigated solutions, the electrochromic glazing and PCM ceiling combination demonstrated the highest degree of thermal resilience and the most favourable energy performance across all time horizons.

I cambiamenti climatici sono destinati ad alterare significativamente la domanda energetica e le condizioni termiche interne nell'ambiente costruito nel corso dei prossimi decenni. Il presente studio indaga le prestazioni termo-energetiche di un edificio per uffici di interesse storico di proprietà di Saipem S.p.A., ubicato a Fano, in Italia, considerando sia le condizioni climatiche attuali sia scenari climatici futuri derivati dal International Panel on Climate Change (IPCC). I file climatici futuri sono stati generati mediante un approccio di modellazione climatica applicato ai dati EPW esistenti, comprendendo due Percorsi Socioeconomici Condivisi, uno scenario a emissioni moderate (SSP2-4.5) e uno scenario pessimistico (SSP5-8.5), proiettati agli orizzonti temporali degli anni 2050 e 2080, al fine di valutare la resilienza temporale delle misure implementate. Due configurazioni di retrofit sono state confrontate con il caso base: una prima soluzione che combina finestre a bassa emissività con schermature solari dinamiche, e una seconda che integra vetrate elettrocromiche con un controsoffitto in materiale a cambiamento di fase (PCM); entrambi gli scenari condividono un involucro edilizio con isolamento termico migliorato, già implementato dall'azienda. Le prestazioni di ciascuna configurazione sono state valutate mediante simulazioni termo-energetiche dinamiche condotte in IES-VE, con il comfort termico analizzato secondo il modello adattivo definito nella norma ISO 16798-1:2019. I risultati indicano che, nelle condizioni climatiche attuali, entrambe le strategie di retrofit riducono sostanzialmente le ore di surriscaldamento e migliorano l'efficienza energetica. Tuttavia, la loro efficacia si erode progressivamente negli scenari climatici futuri più severi, in particolare in quello pessimistico al 2080, in cui le misure passive da sole si rivelano insufficienti a garantire condizioni interne accettabili in regime di funzionamento senza impianti meccanici. Tra le soluzioni investigate, la combinazione di vetrate elettrocromiche e controsoffitto in PCM ha dimostrato il più elevato grado di resilienza termica e le prestazioni energetiche più favorevoli su tutti gli orizzonti temporali considerati.