Politecnico di Torino (logo)

Alliata, Andrea

Involucri innovativi per il retrofit energetico - Pametrizzazione BIM e applicazione di un sistema tecnologico sperimentale.

Rel. Guido Callegari, Anna Osello. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura costruzione citta', 2015

Abstract:

A partire dagli anni '90, i concetti di riqualificazione urbana e architettonica sono risultati sempre più centrali nei processi di gestione e progettazione dello spazio vuoto e del costruito. A questi concetti primordiali si sono aggiunte, negli anni, le idee legate all'impatto ambientale degli interventi e alle nuove tecnologie mirate alla prefabbricazione eco-sostenibile.

Espressioni come "consumo di suolo", "energie rinnovabili", "materiali ecologici" sono entrate a far parte del patrimonio lessicale comune, a testimonianza della rilevanza di questi argomenti nella vita di tutti noi, anche al di fuori degli ambienti tecnici e specialistici del mondo della progettazione e dell'edilizia. Sull'ondata di una nuova richiesta qualitativa e attenta ai bisogni energetici dell'edilizia, sono stati sviluppati nuovi sistemi tecnologici per intervenire sul patrimonio edilizio esistente, nell'ottica di un programma di retrofit energetico dell'involucro esistente. Strettamente correlato allo sviluppo di questi sistemi, è il tema della produzione industriale in serie degli elementi, incentrato sempre più sulla prefabbricazione leggere e il montaggio a secco delle parti stesse.

Un altro aspetto da non sottovalutare è lo sviluppo di nuove tecniche di rappresentazione e progettazione, soprattutto per quanto riguarda il BIM: grazie ai software che consentono di creare un modello di dati versatile e parametrizzabile, risulta possibile gestire tutte le fasi di un processo edilizio, ottimizzando il lavoro del progettista nel suo ruolo principale nelle decisioni legate al progetto e alle sue implicazioni.

La seguente tesi si inserisce in questo contesto sperimentale cercando di analizzare e comprendere le criticità presenti in un processo di retrofit, focalizzando l'attenzione sul rapporto tra il processo stesso e l'utilizzo del BIM. In particolare, si cercherà di realizzare e gestire un componente tecnologico parametrizzato basato su un sistema tecnologico in fase di sperimentazione, così da poter implementare la progettazione e produzione di un processo di riqualificazione energetica.

Al fine di raggiungere l'obbiettivo finale, è stato necessario svolgere un'analisi conoscitiva preliminare di quelle che sono le politiche, le strategie e le normative in materia, nonché dei materiali e dei sistemi tecnologici esistenti per il retrofit energetico tramite elementi-parete prefabbricati.

Successivamente è iniziata la parametrizzazione vera e propria del sistema tecnologico, realizzando inoltre uno schema del processo edilizio e di come questo possa trarre vantaggio dall'utilizzo del BIM. Contestualmente alla parametrizzazione, è stato realizzato un modello di studio virtuale semplificato, per sperimentare passo passo il funzionamento delle istanze realizzate. Infine è stata sviluppata un'applicazione ad un caso studio reale dell'elemento creato, così da poter analizzarne pregi e criticità, in relazione alle pratiche utilizzate in commercio.

Il sistema tecnologico sperimentale preso in analisi è il sistema Naturwall, mentre il caso studio individuato per l'applicazione finale è un edificio di edilizia popolare dell'ATC di Torino, sito in Corso Taranto.

La tesi è quindi divisa in due parti: una prima parte prettamente conoscitiva, atta a creare un background di informazioni relative ai processi di retrofit energetico e ciò che questi includono (strategie, materiali, sistemi esistenti), e una seconda prevalentemente operativa, nella quale viene presentato il sistema tecnologico, sviluppato l'elemento parametrico per la progettazione e applicato al caso studio.

Relatori: Guido Callegari, Anna Osello
Soggetti: A Architettura > AO Progettazione
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TF Tensostrutture
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura costruzione citta'
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4130
Capitoli:

INDICE

Premessa

PARTE I

1. Il panorama del retrofit energetico

1.1 Le nuove strategie della riqualificazione urbana

1.2 Le politiche internazionali di riferimento

1.3 Il patrimonio edilizio europeo di riferimento

1.4 I sistemi di prefabbricazione leggera in legno

2. I materiali isolanti innovativi

2.1 VIP (Vacuum Insulation Panels)

2.2 TIM (Transparent Insulation Materials)

2.3 CM (Phase Changing Materials)

3. Sistemi di facciate multifunzionali: inquadramento

3.1 Sistemi di facciate multifunzionali con integrazione di diversi materiali (ibridi)

3.1.1 VIP

3.1.2 i-Module Facade

3.1.3 GlassXcrystal

3.1.4 Shuco E2 - ERC 50

3.1.5 MEEFS

3.2 Sistemi di facciate multifunzionali in legno

3.2.1 PHI-Wood Facade

3.2.2 enVelop facade system

3.2.3 Gap Solution Facade System

3.2.4 Casi Studio Gap Solution

3.2.5 TES Energy Facade

3.2.6 Caso Studio TES Energy Facade

PARTE II

4. Naturwall

4.1 I presupposti della ricerca

4.2 Il sistema tecnologico

4.3 Schema del processo edilizio

4.4 Struttura del sistema Naturwall

4.5 Monitoraggio e sperimentazione

5. Parametrizzazione del sistema tecnologico

5.1 Premessa

5.2 La progettazione della Famiglia Naturwall: obbiettivi e funzionalità

5.3 Creazione della Famiglia Naturwall

5.3.1 la Controparete

5.3.2 I Componenti Elementari

5.3.3 I Pannelli Naturwall e il Pannello Multiplo

5.3.4 I Componenti complessi: Strisce e Griglie

5.3.5 I Pezzi Speciali

5.3.6 La Struttura di Sostegno

5.3.7 I Materiali

5.4 Applicazione su edificio virtuale

5.4.1 Fase 1: Stato di Fatto

5.4.2 Fase 2: Struttura di Sostegno

5.4.3 Fase 3: Montaggio Controparete

5.4.4 Fase 4: Inserimento Aperture

5.4.5 Fase 5: Composizione Facciata

5.4.6 Fase 6: Raccordi Finali

5.4.7 Fase 7: Stato di Progetto

5.5 Considerazioni su vantaggi e criticità del metodo proposto

6. Corso Taranto

6.1 Il Caso Studio

6.2 Applicazione di Naturwall

6.2.1 Stato di Fatto

6.2.2 Struttura di Sostegno

6.2.3 Montaggio Controparete

6.2.4 Inserimento Aperture

6.2.5 Composizione Facciata

6.2.6 Raccordi Finali

6.2.7 Stato di Progetto

6.3 Progettazione, produzione e cantiere

Conclusioni

Bibliografia e sitografia

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA

1. G. Callegari, A. Spinelli, C. Rizzi, M. Malfatti, A. Rizzi, (2013 ).Naturwall: active timber wall for renovation of existent buildings, SB13 International Conference on Sustainable Buildings - Construction Products and Technologies Verlag der Technischen Universität Graz;

2. M. Krause (2013). Building Renovation: New Methods using Prefabricated Elements (presentazione), Energy Efficiency made in Germany;

3. A. Marchetti (2014). Involucri innovativi per il retrofit energetico del patrimonio edilizio esistente. Il progetto sperimentale Naturwall: analisi e monitoraggio. Tesi di laurea magistrale. Relatori Prof. Guido Callegari, Prof.ssa Valentina Serra, Politecnico di Torino;

4. S. Pozzoli, W.S. Villa (2012). Autodesk Revit Archi-1 tecture 2013, Guida avanzata, Tecniche nuove, Milano;

5. M. Rossi (2009). Prodotti e sistemi di involucro innovativi per il progetto di edifici energeticamente efficienti. Procedure, simulazioni termodinami-\ che e criteri progettuali per un'applicazione nel Sud Europa. Tesi di dottorato. Relatore Prof. Augusto Vitale, Università di Napoli Federico II;

6. M. Rozanska (2013). MEEFS: 1st Year Progress Report: Publishable Summary on Progress, ACCIONA, agosto;

7. A. Spinelli (2012). Naturwall: facciate in legno multifunzionali per la riqualificazione del patrimonio edilizio. In: La ricerca (Industriale) nella Produzione Edilizia: risutlati ed orizzonti, Milano, 18-19 ottobre, pp. 600-620;

8. M. Treberspurg, M. Djalili (2010). New technical solutions for energy efficient buildings. State of the art report: Multifunctional facade systems. Fonte: SCI-Network, ottobre;

9. (2010). TES EnergyFaçade: prefabricated timber basèd building system for improving the energy efficiency of the building envelope. Research project from 2008-2009. Woodwisdom;

10. (2011). (CCEM Retrofit: Final Report 2011);

11. (2011). IEA ECBCS Annex 50 Prefabricated Systems for Low Energy Renovation of Residential Buildings. Retrofit Module Design Guide, EMPA, Duebendorf, marzo;

12. (2011). (SmartTes, Project Report). Aalto University, Finlandia;

13. (2014). SmartTes: Innovation in timber construction for the modernisation of the building envelope (6 libri);

SITOGRAFIA

1. www.atc.torino.it (sito agenzia territoriale per la casa della provincia di Torino)

[ultima consultazione 13/2/2015]

2. www.be-eco.it (sito start-up del Politecnico di Torino che si occupa della sperimentazione di Naturwall) [ultima consultazione 13/2/2015]

3. www.comune.torino.it (sito città di Torino)

[ultima consultazione 13/2/2015]

4. www.empa-ren.ch (sito collegamento al programma di ricerca energetica svizzero)

[ultima consultazione 13/2/2015]

5. www.gap-solutions.at (sito dell'azienda Gap Solution)

[ultima consultazione 13/2/2015]

6. www.giwoe.at (sito di impresa edile austriaca che collabora con Gap Solution)

[ultima consultazione 13/2/2015]

7. www.elassx.ch (sito di azienda produttrice GlassX)

[ultima consultazione 13/2/2015]

8- www.meefs-retrofittine.eu (sito di riferimento del programma di ricerca MEEFS)

[ultima consultazione 13/2/2015]

9. www.revitforum.it (forum incentratosurevitesullaparametrizzazione BIM)

[ultima consultazione 13/2/2015]

10. www.schueco.com (stio dell'azienda prodruttrice dei sistemi Shueco) [ultima consultazione 13/2/2015]

11- www.tesenergyfacade.com (sito di riferimento del programma di ricerca Tes Energy Facade)

[ultima consultazione 13/2/2015]

12. www.woodwisdom.net (sito della fondazione europea che ha promosso il programma Tes)

[ultima consultazione 13/2/2015]

Modifica (riservato agli operatori) Modifica (riservato agli operatori)